تُعدّ بطاريات أيونات الصوديوم خياراً واعداً لتخزين الطاقة بشكل أنظف وأكثر استدامة، وقد اكتشف باحثون في جامعة ساري طريقة بسيطة بشكلٍ مدهش لتحسين أدائها، وذلك عن طريق الاحتفاظ بالماء داخل مادة أساسية في البطارية بدلاً من إزالته.
تهيمن بطاريات الليثيوم أيون حالياً على السوق، لكنها تعتمد على مواد باهظة الثمن قد تضر بالبيئة، في المقابل، يتوفر الصوديوم بوفرة وعلى نطاق واسع، ومع ذلك، لا تزال أنظمة أيونات الصوديوم تشكل تحدياً كبيراً أمام تحقيق أداء مماثل لتكنولوجيا الليثيوم أيون وفق ديلي ساينس.
في بحث نُشر في مجلة كيمياء المواد قام العلماء بدراسة أكسيد الصوديوم والفاناديوم، وهو مركب معروف قائم على الصوديوم، واكتشفوا أن السماح للمادة بالاحتفاظ بمحتواها الطبيعي من الماء يُحسّن بشكل كبير من أدائها داخل البطارية.
أظهر المركب، المسمى هيدرات فانادات الصوديوم النانوية (NVOH)، نتائج أقوى بكثير عند استخدامه في صورته المائية، فقد خزّن طاقة أكبر بكثير، وشُحن بمعدل أسرع، وحافظ على استقراره لأكثر من 400 دورة شحن.
أثناء الاختبار، احتفظت النسخة المُرطّبة بشحنة تقارب ضعف ما تحتفظ به مواد الكاثود القياسية لبطاريات أيونات الصوديوم، هذا الأداء يضعها ضمن أفضل الكاثودات لبطاريات أيونات الصوديوم.
قال الدكتور دانيال كوماندور، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية: كانت نتائجنا غير متوقعة تماماً، يُستخدم أكسيد الصوديوم والفاناديوم منذ سنوات، وعادةً ما يُعالج حرارياً لإزالة الماء لاعتقادهم بأنه يُسبب مشاكل، قررنا اختبار هذا الافتراض، وكانت النتيجة أفضل بكثير مما توقعنا، أظهرت المادة أداءً واستقرارًا أقوى بكثير مما كان متوقعًا، وقد تُتيح إمكانيات جديدة ومثيرة لكيفية استخدام هذه البطاريات في المستقبل.
كما درس الفريق أداء المادة في الماء المالح، وهو بيئة بالغة الصعوبة لأنظمة البطاريات.
وأشار الدكتور كوماندورإلى أن القدرة على استخدام هيدرات فانادات الصوديوم في المياه المالحة اكتشافٌ مثيرٌ حقاً، إذ يُظهر أن بطاريات أيونات الصوديوم لا تقتصر وظيفتها على تخزين الطاقة فحسب، بل يمكنها أيضاً المساعدة في إزالة الملح من الماء، وعلى المدى البعيد، يعني ذلك أننا قد نتمكن من تصميم أنظمة تستخدم مياه البحر كمحلول إلكتروليتي آمن تماماً، ومجاني، ووفير، مع إنتاج مياه عذبة كجزء من العملية.
قد يُسهم هذا التطور في تسريع اعتماد بطاريات أيونات الصوديوم كبديل عملي لتقنية الليثيوم.
ونظراً لانخفاض تكلفة الصوديوم ووفرته، تتمتع هذه البطاريات بإمكانية أن تكون أكثر أماناً وأقل تكلفة وأكثر ملاءمة للبيئة.
تشمل الاستخدامات المحتملة تخزين الطاقة المتجددة على نطاق واسع لشبكات الكهرباء، بالإضافة إلى تطبيقات في المركبات الكهربائية.
ومن خلال تبسيط إنتاج بطاريات أيونات الصوديوم عالية الأداء، تُقرّب نتائج فريق ساري تخزين الطاقة المستدام والمجدي تجارياً خطوةً أخرى نحو الواقع.
التعليقات (0)
لا توجد تعليقات حتى الآن. كن أول من يعلق!
أضف تعليقك