في ظل المخاوف المتصاعدة من سلامة البطارية وقصر عمرها وكثافة الطاقة غير الكافية، فضلاً عن الحاجة إلى بطاريات يمكنها العمل في درجات حرارة قصوى، لتلبية متطلبات القطاع الصناعي، ولوظائف محددة أخرى.
نجح فريق من الباحثين في تطوير جيل جديد من بطاريات الليثيوم المعدنية، بما يمكن أن يوفر مزيدًا من الأمان وطول أمد عملها في درجات الحرارة المرتفعة.
عمل فريق البحث، بقيادة البروفيسور دونج مايونج شين، من قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة هونج كونج (HKU)، على تصنيع شوارد البوليمر الخالية من الشقوق الدقيقة.
وتعتبر شوارد البوليمر جزءا لا يتجزأ من هذه البطاريات وتعد بعمر افتراضي أطول وتعزيز السلامة في درجات الحرارة المرتفعة، من خلال تفاعل مباشر بخطوة واحدة، ما يظهر سمات ملحوظة بما في ذلك عدم القابلية للاشتعال.
وأدى الابتكار الجديد إلى عمل بطاريات الليثيوم المعدنية كأجهزة تخزين طاقة آمنة وطويلة الدورة في درجات حرارة عالية، مع الحفاظ على السعة بنسبة 92.7% ومتوسط كفاءة بنسبة 99.867% على مدى 450 دورة عند 100 درجة مئوية.
وقال الدكتور جيني جاو، المعد الأول للدراسة: “نعتقد أن هذا الابتكار يفتح الأبواب أمام كيمياء البطاريات الجديدة التي يمكن أن تحدث ثورة في البطاريات القابلة لإعادة الشحن في درجات الحرارة العالية، مع التركيز على السلامة وطول العمر”.
وتابع: “بصرف النظر عن التطبيقات في سيناريوهات درجات الحرارة المرتفعة، فإن أغشية الإلكتروليت الخالية من الشقوق الدقيقة لديها أيضا القدرة على تمكين الشحن السريع”.
وأضاف أن هذا الابتكار قد يسمح بإعادة شحن السيارات الكهربائية أثناء شرب فنجان من القهوة، ما يمثل تقدما كبيرا نحو مستقبل الطاقة النظيفة.