بطارية خارقة تدوم 5000 ساعة وتحافظ على 91% من سعتها بعد ألف دورة

(MENAFN- Al-Bayan) حقق فريق بحثي من جامعة كوينزلاند الأسترالية تقدما لافتا في مجال تخزين الطاقة، بعد تطوير بطارية صلبة من الصوديوم قادرة على العمل لفترات طويلة مع مستويات أمان مرتفعة، في خطوة قد تغيّر مستقبل تقنيات تخزين الطاقة المتجددة.

ووفقا للدراسة الصادرة عن المعهد الأسترالي للهندسة الحيوية وتكنولوجيا النانو، فقد أظهرت البطارية الجديدة أداءً واعدا، حيث واصلت العمل لأكثر من 5,000 ساعة عند درجة حرارة 80°م، كما احتفظت بأكثر من 91% من سعتها بعد 1,000 دورة شحن كاملة. ويُعد هذا إنجازا مهما بالنظر إلى التحديات التي تواجه بطاريات الصوديوم المعدنية، ما يعزز إمكانية استخدامها في شبكات الكهرباء واسعة النطاق.

وأكد الدكتور تشنغ زانغ، قائد الفريق البحثي، أن الأداء طويل الأمد يمثل ((خطوة أساسية نحو تطوير أنظمة تخزين طاقة موثوقة على مستوى الشبكة))، مشيرا إلى أن ذلك يسهم في توفير حلول مستدامة لتخزين الطاقة المتجددة.

تُطرح بطاريات الصوديوم المعدنية كبديل جذاب لبطاريات الليثيوم أيون نظرا لانخفاض تكلفة الصوديوم وتوافره في الطبيعة، إلا أن المخاوف المرتبطة بالسلامة، ولا سيما خطر الحرائق، كانت عائقا أمام انتشارها التجاري.

وأوضح الدكتور زانغ أن البطاريات التقليدية تعتمد على إلكتروليت سائل قابل للاشتعال، ما يزيد احتمالية نشوب الحرائق عند تكوّن ما يُعرف بـ((الدندريتات))؛ وهي أشواك معدنية دقيقة تنمو داخل الخلية وتسبب دوائر قصيرة خطيرة بعد تكرار دورات الشحن.

ابتكار في الإلكتروليت الصلب

ولمعالجة هذه التحديات، ابتكر الباحثون إلكتروليت صلبا جديدا يُعرف باسم P(Na3-EO7)-PFPE، يتميز بأنه مادة شبيهة بالبلاستيك غير قابلة للاشتعال. وتسمح بنيته الداخلية، ذات الترتيب المكعّب مركزي الجسم، بتشكيل أنفاق مجهرية تساعد أيونات الصوديوم على الحركة بكفاءة عالية، شبيهة بآلية عمل بطاريات الليثيوم، مع الحد من نمو الدندريتات الضارة.

نحو الاستخدام العملي

وأشار الفريق البحثي إلى أن البطاريات الجديدة أظهرت قدرة متزايدة على العمل بكفاءة عند درجات حرارة الغرفة وحتى في الظروف تحت الصفر، ما يجعلها أكثر تنافسية وقابلة للتطبيق العملي. كما يجري العمل على تطوير كاثودات صوديوم سميكة، إضافة إلى تعزيز استقرار البطاريات عبر إدخال عناصر مثل السكانديوم لزيادة كفاءة الأداء على المدى الطويل.

ويأمل الباحثون أن تفتح هذه الابتكارات الباب أمام اعتماد واسع النطاق لبطاريات الصوديوم في تخزين الطاقة المتجددة، بما يقلل الاعتماد على بطاريات الليثيوم مرتفعة التكلفة، ويسهم في بناء بنية تحتية أكثر استدامة لشبكات الكهرباء حول العالم.

MENAFN22092025000110011019ID1110091963