بطاريات الصوديوم الصلبة.. اختراق واعد لقطاع السيارات الكهربائية

اكتشف فريق من العلماء عملية جديدة يمكن أن تحفز الانتقال إلى الجيل التالي من البطاريات القابلة لإعادة الشحن لمضاعفة مدى عمل السيارات الكهربائية الحالية.

ويساعد هذا الاختراق العلمي في تسهيل التحول من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، الموجودة في الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية، إلى بطاريات الصوديوم الصلبة، الأرخص والأكثر أمانا.

وتصنع بطاريات الصوديوم الصلبة من مواد أكثر وفرة من نظيراتها أيونات الليثيوم، ولكن عملية الإنتاج الضخم صعبة جدا وتتطلب وقتا طويلا.

ويزعم فريق من جامعة "أوساكا ميتروبوليتان" في اليابان، أن العملية المكتشفة حديثا يمكن أن تتغلب على عقبة الإنتاج هذه، من خلال التوليف الشامل للكهارل عالي التوصيل "إلكتروليت" (مادة تحتوي على أيونات حرة تشكل وسطا ناقلا للكهرباء).

وقال البروفيسور أتسوشي ساكودا، من جامعة أوساكا ميتروبوليتان: "هذه العملية المطورة حديثا مفيدة لإنتاج جميع المواد الكبريتيدية المحتوية على الصوديوم تقريبا، بما في ذلك الإلكتروليتات الصلبة والمواد النشطة للأقطاب الكهربائية. وبالمقارنة مع الطرق التقليدية، فإن هذه العملية تسهل الحصول على المواد التي تعرض أداء أعلى، لذلك نعتقد أنها ستصبح عملية سائدة للتطوير المستقبلي للمواد اللازمة لبطاريات الصوديوم ذات الحالة الصلبة بالكامل".

وأوضح الفريق أن "إلكتروليت الكبريتيد الصلب" يتميز بأعلى موصلية لأيون الصوديوم في العالم (10 مرات أعلى مما هو مطلوب للاستخدام التجاري).

وعلى عكس الإلكتروليتات السائلة المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون، فإن الإلكتروليتات الصلبة ليست عرضة للانفجار عند سقوطها أو شحنها بطريقة خاطئة.

ويمكن أن يكون هذا الاختراق واعدا جدا لقطاع السيارات الكهربائية، حيث يقدم أداء فائقا وتكلفة أقل ويعزز الاستدامة، ويعمل على تحسين قدرة شحن بطاريات السيارات الكهربائية بشكل كبير.

وتزعم شركة صناعة السيارات اليابانية "تويوتا"، أن بطاريات الحالة الصلبة يمكن أن توفر نطاقا يصل إلى 1200 كم، أي أكثر من ضعف مدى السيارات الكهربائية الموجودة حاليا في السوق.

نُشر البحث في المجلة العلمية Energy Storage Materials.