في تطور مهم بمجال تقنيات البطاريات الصلبة، أعلن باحثون من جامعة هارفارد عن ابتكارهم لبطارية جديدة واعدة تتميز بقدرتها على الشحن السريع في غضون 10 دقائق فقط.
يأتي هذا الإنجاز نتيجة لأبحاث مكثفة أجرتها مجموعة من العلماء في مدرسة جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية التابعة لـ جامعة هارفارد، حيث يُمكن شحن البطارية الجديدة وتفريغها لأكثر من 6000 مرة، مما يعد تحسنًا كبيرًا مقارنةً بسعة بطاريات الخلايا المتوفرة في الأسواق حاليًا.
في دراسة نُشرت بمجلة Nature Materials، كشف الباحثون عن أسلوب جديد لتصنيع البطاريات الصلبة باستخدام أنود معدن الليثيوم.
ووفقًا للأستاذ المشارك في علم المواد بجامعة هارفارد والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية، شين لي، فإن بطاريات أنود معدن الليثيوم تعتبر الهدف الأسمى للبطاريات نظرًا لقدرتها التي تفوق عشرة أضعاف السعة المتوفرة في أنود الغرافيت التجارية، ما يمكن أن يُسهم في زيادة مسافة القيادة للمركبات الكهربائية بشكل كبير.
التحدي الأكبر الذي يواجه مصممي البطاريات الصلبة هو تشكيل الشوائب المعروفة بالدندريتات على سطح الأنود.
تلك الشوائب هي عبارة عن أجزاء معدنية تتكون على سطح الليثيوم وتنمو مثل الجذور داخل الإلكتروليت، وقد تثقب الحاجز الذي يفصل بين الأنود والكاثود، مما يؤدي إلى قصر الدائرة الكهربائية للبطارية أو حتى اشتعالها.
ذو صلة: بي إم دبليو تعمل على بطاريات الحالة الصلبة لسياراتها الكهربائية
في عام 2021، صمم الفريق بطارية متعددة الطبقات تضم مواد مختلفة الاستقرار بين الأنود والكاثود، مما أدى إلى منع اختراق الدندريتات ولكن ليس إيقافها بشكل كامل.
في البحث الأخير، نجح الباحثون في إيقاف تشكيل الدندريتات من خلال استخدام جزيئات السيليكون متناهية الصغر في الأنود لتقييد تفاعل الليثيوم وتسهيل عملية تغطية الليثيوم المعدني.
تم تصميم البطارية الجديدة بحجم طابع بريدي، وهي أكبر بكثير من بطارية الخلية التي يتم صنعها في معظم المختبرات الجامعية. وقد أظهرت هذه البطارية الصلبة الجديدة أداءً متميزًا بالحفاظ على 80% من سعتها بعد 6000 دورة شحن، متفوقةً على بطاريات الخلايا الأخرى المتاحة في السوق اليوم.
وفي سياق ذي صلة، قام مكتب تطوير التكنولوجيا بجامعة هارفارد بترخيص التكنولوجيا لشركة Adden Energy، وهي شركة ناشئة من جامعة هارفارد شارك في تأسيسها لي وثلاثة من خريجي هارفارد.
وتعمل Adden Energy الآن على توسيع التكنولوجيا لبناء بطارية خلية بحجم الهاتف الذكي.
شاهد أيضًا على عرب جي تي تجربة اطارات على أقوى سيارة كهربائية
