بطارية تُشحن في 4 دقائق وتدوم لسنوات.. ابتكار صيني يهدد هيمنة الليثيوم

بطارية تُشحن في 4 دقائق وتدوم لسنوات.

ابتكار صيني يهدد هيمنة الليثيومأعلن باحثون في الصين عن تطوير بطارية جديدة تعتمد على معدن الصوديوم، يمكن شحنها بالكامل خلال أربع دقائق فقط مع الحفاظ على كفاءتها لسنوات، في إنجاز سيمهد الطريق لبديل أقل تكلفة وأكثر أماناً من بطاريات الليثيوم-أيون المستخدمة حالياً في السيارات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية.

تعتمد البطارية الجديدة على معدن الصوديوم بدلاً من الليثيوم، وهو عنصر أكثر وفرة وأقل تكلفة، كما يقلل من مخاطر الاشتعال التي ارتبطت ببعض بطاريات الليثيوم، ويأمل الباحثون أن تسهم هذه التقنية في خفض تكاليف إنتاج البطاريات وتوسيع استخدامها مستقبلاً وفق موقع لايف ساينس.

حل مشكلة أعاقت التقنية لسنواتواجهت بطاريات الصوديوم المعدنية تحدياً رئيسياً يتمثل في تكوّن تفرعات معدنية دقيقة تُعرف باسم “الدندريت”، والتي قد تتسبب في حدوث قصر كهربائي داخل البطارية وتعطلها.

وللتغلب على هذه المشكلة، طور الباحثون إلكتروليتاً هلامياً شبه صلب أطلقوا عليه اسم Sn-FB QSE، يعمل على تثبيت البنية الداخلية للبطارية ومنع تشكل تلك التفرعات.

ووفقاً للدراسة المنشورة في دورية Nano-Micro Letters، تمكنت البطارية من العمل لأكثر من 6000 ساعة من عمليات الشحن والتفريغ دون ظهور أي تفرعات معدنية.

كما احتفظت بسعة بلغت 80.

1 ملي أمبير/غرام عند شحنها من صفر إلى 100% خلال أربع دقائق فقط.

وعند إبطاء عملية الشحن إلى 20 دقيقة، حافظت البطارية على 90% من سعتها الأصلية بعد 2000 دورة شحن، وهو أداء يقترب من الحدود النظرية لبطاريات الليثيوم-أيون، مع تكلفة أقل ومستوى أمان أعلى.

يرى الباحثون أن هذه التقنية ستكون مناسبة بشكل خاص للسيارات الكهربائية، إذ تتيح إعادة الشحن بسرعة كبيرة مقارنة بمعظم البطاريات الحالية.

فعلى سبيل المثال، تحتاج معظم السيارات الكهربائية إلى عشرات الدقائق أو أكثر للوصول إلى نسبة شحن مرتفعة، بينما توفر البطارية الجديدة زمناً أقصر بكثير دون الحاجة إلى مواد باهظة الثمن مثل الليثيوم والكوبالت.

لماذا لا تصل قريباً إلى الهواتف؟رغم النتائج المشجعة، يؤكد الباحثون أن البطارية لا تزال في مرحلة البحث والتطوير، إذ يجب التحقق من قدرتها على العمل بكفاءة في ظروف درجات الحرارة المختلفة قبل استخدامها في الهواتف الذكية أو الأجهزة الإلكترونية، كما تحتاج التقنية إلى اختبارات إضافية وإنتاج تجريبي واسع النطاق قبل طرحها تجارياً.

تمثل بطاريات الصوديوم المعدنية تحولاً كبيراً في صناعة تخزين الطاقة، بفضل تكلفتها المنخفضة وسرعة شحنها العالية ومستوى الأمان الأفضل، ما يجعلها مرشحاً قوياً لدعم الجيل المقبل من السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.