سولارابيك- لندن، المملكة المتحدة– 6 ديسمبر 2025: رغم أن حوادث احتراق المركبات الكهربائية أو انفجار الدراجات الإلكترونية وذوبان الهواتف الذكية لم تعد تتصدر العناوين، فإن قضية سلامة البطاريات ما زالت قائمة. وفي هذا السياق، تمكن باحثو جامعة كولومبيا البريطانية من تحقيق اختراق مهم قد يسهم في إطالة عمر بطاريات الزنك أيون وتحسين موثوقيتها.
قاد فريق البحث طالبة الدكتوراه موسانا غالب، حيث درس كيف يمكن للتغصنات أن تضر بالطبقة الواقية في بطاريات الزنك أيون، باستخدام مختبرات في فرعي الجامعة بأوكاناجان وفانكوفر.
وتوضح غالب أن هذه الهياكل الدقيقة، المشابهة للإبر، تنمو على سطح القطب أثناء الشحن، وقد تخترق الطبقة الفاصلة مسببة ماساً كهربائياً يؤدي إلى تعطل البطارية أو حتى نشوب حريق.
ويشير الدكتور جيان ليو، الأستاذ المشارك في كلية الهندسة، إلى أن بطاريات الزنك أرخص وأكثر أماناً وصديقة للبيئة مقارنة ببطاريات الليثيوم، إذ تعتمد على إلكتروليتات مائية غير قابلة للاشتعال. لكنه يؤكد أن التغصنات تمثل العقبة الرئيسة أمام تطوير بدائل آمنة وقابلة لإعادة الشحن.
أظهرت الدراسة المنشورة في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces أن تطبيق طبقة رقيقة من الطلاء يولد ضغوطاً ميكانيكية داخلية تعمل كدرع يثبط نمو التغصنات. وباستخدام مجهر بصري عالي السرعة، لاحظ الفريق أن أسطح الزنك المطلية بقيت أكثر نعومة وأنتجت غاز الهيدروجين بكميات أقل حتى عند كثافات تيار مرتفعة، فيما أكدت المحاكاة الحاسوبية أن الطلاء يحد من تكوّن التغصنات الحادة ويقلل المخاطر.
ويضيف الدكتور ليو أن أنظمة تخزين الطاقة المستقبلية يجب أن تكون قوية وآمنة ومستدامة، مشيراً إلى أن هذا المشروع يمثل مثالاً على الفرص البحثية المتاحة لطلاب الجامعة.
ويؤكد أن التعاون بين فرعي أوكاناجان وفانكوفر كان أساسياً في الجمع بين المحاكاة المتقدمة والتجارب العملية، ما أتاح اكتشاف آلية الحماية التي يوفرها الطلاء.
ويخلص الباحثون إلى أن فهم التغصنات والتحكم فيها يفتح الباب أمام تطوير بطاريات أكثر أماناً وكفاءة، يمكن استخدامها في السيارات الكهربائية والأجهزة القابلة للارتداء وشبكات الطاقة المتجددة.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية..
