نجح علماء يابانيون في تطوير طريقة يمكنها استعادة القدرة الأصلية للبطاريات بشكل كبير بعد تدهورها بسبب دورات الشحن والتفريغ المتعددة.
بطاريات ليثيوم للسيارات الكهربائية. الصورة: South_agency/iStock
بطاريات الليثيوم أيون هي أكثر أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن شيوعًا اليوم، حيث تُشغّل المركبات والأجهزة اليومية مثل السيارات الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية. ولكن مع مرور الوقت، تفقد قدرتها على تخزين الشحن، مما يُقلل من كفاءتها وموثوقيتها. ويعود ذلك إلى فقدانها للجسيمات المشحونة كهربائيًا، أو الأيونات، التي تُخزّن الطاقة وتُطلقها داخل البطارية.
أفاد موقع Interesting Engineering في 10 مارس/آذار أن فريقًا من الخبراء في مختبر تويوتا المركزي للأبحاث والتطوير في اليابان توصل إلى طريقة لتجديد هذه الأيونات واستعادة السعة الأصلية للبطارية بشكل كبير. ونُشر البحث الجديد في مجلة Joule.
على وجه التحديد، حقنوا مادة خاصة تُسمى الكاشف المُجدِّد في البطارية. حفَّزت هذه المادة تفاعلًا كيميائيًا أنتج المزيد من الإلكترونات وأيونات الليثيوم، وهما نوعان من الجسيمات المشحونة التي تساعد البطاريات على تخزين الطاقة. بإضافة هذه الجسيمات، تمكّن الفريق من عكس تدهور البطارية واستعادة 80% من سعتها الأصلية. وتمكنت البطارية المُجدِّدة من الحفاظ على أدائها لمدة 100 دورة شحن وتفريغ.
اختبر الفريق الطريقة الجديدة على مجموعة متنوعة من البطاريات، كبيرة وصغيرة، بما في ذلك تلك المستخدمة في السيارات. وصرح نوبوهيرو أوغيهارا، الباحث الرئيسي في الدراسة، قائلاً: "تم التحقق من فعاليتها ليس فقط باستخدام البطاريات الصغيرة في المختبر، بل أيضًا باستخدام البطاريات الكبيرة المستخدمة في السيارات".
يمكن أن تُطيل الطريقة الجديدة عمر بطاريات أيونات الليثيوم، مما يسمح بإعادة استخدامها في المركبات الكهربائية أو غيرها من الأجهزة بدلاً من التخلص منها أو خضوعها لعمليات تفكيك وإعادة تدوير معقدة. هذا يوفر المال والموارد ويحافظ على البيئة، إذ تحتوي بطاريات أيونات الليثيوم على معادن نادرة مثل الكوبالت والنيكل، والتي غالبًا ما تُستخرج بطرق غير مستدامة.
مع ذلك، لا تُناسب الطريقة الجديدة جميع أنواع البطاريات المتدهورة، وهي فعّالة فقط للبطاريات التي فقدت أيوناتها نتيجة الشحن والتفريغ المتكرر، وليست مناسبة للبطاريات التي تعاني من تلف هيكلي أو أشكال أخرى من التدهور. إضافةً إلى ذلك، هناك حاجة إلى طريقة لتشخيص حالة البطاريات بدقة لتحديد مدى ملاءمتها للحقن الكيميائي.
قالت جاكلين إيدج، الباحثة في تدهور البطاريات في إمبريال كوليدج لندن، إن هناك حاجة لدراسات طويلة الأمد لفهم الآثار الجانبية المحتملة ومدى سلامة حقن المواد الكيميائية في البطاريات. وقد قدّم الفريق براءة اختراع للطريقة الجديدة، التي حظيت باهتمام وتمويل من عدد من الشركات والهيئات الحكومية .
ثو ثاو (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)