يمكن لبطاريات الليثيوم والكبريت أن تطيل عمر بطارية الهاتف الذكي إلى 5 أيام

بطارية ليثيوم كبريتية صنعها باحثون في جامعة موناش (أستراليا) تحقق قفزة فريدة في كفاءة تخزين الطاقة. ووفقا لحسابات الباحثين، فإن هذا قد يسمح للهواتف الذكية بالاستمرار لمدة 5 أيام، وللمركبات الكهربائية أن تتجاوز 1000 كيلومتر من القيادة الذاتية.

منذ اختراعها بين بداية السبعينيات ونهاية الثمانينيات، أتاحت بطاريات الليثيوم أيون تطورًا استثنائيًا في التقنيات المحمولة والمدمجة، بدءًا من الهواتف الذكية وحتى السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة الصناعية. ومع ذلك، تعاني هذه المجمعات من عدة مشاكل: أولاً، لديها ميل مؤسف إلى تكوين التشعبات - البلورات التي تؤدي في النهاية إلى قصر دائرة الأنود والكاثود مما يسبب ارتفاع درجة الحرارة أو حتى الانفجارات - وبالتالي فإن عمرها الافتراضي قصير.

ثم وصلنا لعدة سنوات إلى الحد الأقصى من حيث كثافة الطاقة: وبالتالي فإن الحصول على مزيد من الاستقلالية يعني دمج بطاريات أكبر وأثقل ماديًا. وفي صناعة الهواتف الذكية، يمكن للشركات المصنعة استيعاب هذا بشكل أو بآخر من خلال تعظيم الحجم المتاح في أجهزتها، في حين تعمل على تحسين استهلاكها للطاقة لتحقيق مكاسب الاستقلالية من جيل إلى جيل - حتى لو كان الأخير هامشيا على نحو متزايد.

من ناحية أخرى، فإن السيارات الكهربائية محدودة بالوزن الذي يمكنها نقله: فبعد تجاوز حد معين، يؤدي استهلاك المحركات في النهاية إلى إلغاء مكاسب قدرة المجمعات بسبب وزنها. ومع ذلك، كنا نتوقع منذ سنوات أن يجد الباحثون أخيرًا حلاً للتقدم في كثافة الطاقة وأمنها. لقد شهدنا ظهور العديد من الأساليب.

مشكلة التصنيع الصناعي

بادئ ذي بدء، نتحدث عن ذلك بانتظام، هناكالجرافين، مادة واعدة للغايةلكن تصنيعها لهذه التطبيقات الصناعية البارزة ليس مثاليًا بعد. هناك أيضابطاريات الحالة الصلبة، والتي تسمح باستخدام أقطاب الليثيوم النقية(مما يسمح بزيادة كثافة الطاقة)، ​​وتجنب تكوين التشعبات بفضل المنحل بالكهرباء الصلب.

وعلى الرغم من الإعلان عنها منذ سنوات، إلا أن أياً من هذه الحلول لم يصل إلى السوق بعد. ونحن نرى هذا بشكل مباشر تمامًا في مثال الجرافين، الذي لا يزال معقدًا للغاية بحيث لا يمكن تصنيعه ضمن هوامش الجودة المطلوبة. بالرغم منومن الممكن أن تنتج سامسونج مثل هذه البطاريات هذا العام. وفي المثال الثاني، تبدو صعوبات التصنيع الصناعي أيضًا جزءًا من المعادلة. ومن الواضح أن أي تقدم جديد في مجال البطاريات سيواجه نفس الأسئلة، وجانب "الجدوى الصناعية" لا يقل أهمية عن التكنولوجيا نفسها.

وهذا هو المكان الذي يمكن أن تبرز فيه بطاريات الليثيوم والكبريت، فقد طور الباحثون في الجامعة بطارية الليثيوم والكبريت الأكثر كفاءة على الإطلاق: وفقًا لحسابات الباحثين، يمكن أن تجعل من الممكن مضاعفة استقلالية الهواتف الذكية حتى خمسة. مرات. وقد تم بالفعل تطوير نماذج أولية في ألمانيا، ويوضح الباحثون أنه خلال عام 2020، سيتم إجراء اختبارات لدمج بطارياتها في السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة.

تصنيع منخفض التكلفة وصديق للبيئة؟

والأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو أن الباحثين قدموا براءة اختراع تتعلق بالتصنيع الصناعي لهذه البطاريات."يقترب باحثو جامعة موناش من تسويق أول بطارية ليثيوم-كبريت (Li-S) الأكثر كفاءة في العالم، والتي يمكن أن تتفوق على الشركات الرائدة في السوق الحالية بأكثر من أربعة أضعاف، وتزود أستراليا والأسواق العالمية الأخرى بالطاقة في المستقبل البعيد."، شرح الباحثين.

إقرأ أيضاً:تخترع شركة IBM بطارية صديقة للبيئة بدون معادن ثقيلة باستخدام مياه البحر

ويؤكد الباحثون على أداء التكنولوجيا الخاصة بهم، كذلك"انخفاض تكاليف التصنيع"، مواد"وفير"، عملية التصنيع"بسيط"وتقليل البصمة على البيئة. ويشمل ذلك عمليات التصنيع التي تستخدم الماء بدلاً من المذيبات الملوثة. ونحن ننتظر بفارغ الصبر معرفة المزيد، لا سيما نتائج الاختبارات التي سيتم إجراؤها هذا العام في أستراليا.

مصدر :جامعة موناش