تطور تقني يعد ببطاريات ليثيوم أكثر كفاءة وأقل كلفة
حقق باحثون من كوريا الجنوبية وكندا تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا بطاريات ليثيوم أيون، حيث طوروا كاثود للبطارية أكثر فعالية من حيث التكلفة والأداء مقارنة بالنماذج الحالية، وفق موقع "The Cool Down".
ويركز هذا الإنجاز، الذي تم تحقيقه من خلال التعاون بين المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST)، ومعهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية، وجامعة ماكجيل الكندية، على الأملاح الصخرية غير المتبلورة القائمة على المنغنيز (DRX).
ووفقًا لتقرير صادر عن جامعة ماكجيل، يوفر الكاثود الجديد المعتمد على الأملاح الصخرية القائمة على المنغنيز تحسنًا بنسبة 40% في كثافة الطاقة، وهو ما يقيس كمية الكهرباء المخزنة بالنسبة لكتلة البطارية أو حجمها.
تقليل التكاليف
علاوة على ذلك، يتوقع الباحثون أن يقلل هذا الابتكار من تكاليف إنتاج البطاريات بنسبة 20%؛ نظرًا للتخلص من المواد باهظة الثمن المستخدمة تقليديًّا في بطاريات الليثيوم أيون.
وسلط البروفيسور سيو دونغ هوا، من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا، الضوء على الأهمية الاستراتيجية لهذا التطور.
وقال هوا: "بينما لا تزال هناك تحديات أمام التسويق التجاري، فإن تطوير كاثودات الجيل التالي التي لا تتطلب معادن النيكل والكوبالت، والتي تعتمد بشكل كبير على الصين، يمكن أن يعدنا لتسليح الموارد وتعزيز القدرة التنافسية العالمية لمؤسساتنا".
ووفق تقرير الموقع، ففي كيمياء البطاريات القياسية، تنتقل أيونات الليثيوم بين الأنود والكاثود من خلال المنحل بالكهرباء.
وتساهم المعادن باهظة الثمن المستخدمة غالبًا في بناء الأقطاب الكهربائية بشكل كبير في نفقات البطارية، مما يؤثر بدوره على اعتماد السيارات الكهربائية (EVs).
لذا؛ يمكن للابتكارات مثل الكاثود المعتمد على الأملاح الصخرية القائمة على المنغنيز أن تسرع التحول إلى خيارات النقل النظيفة، مما يزيد من تسريع وتيرة اعتماد السيارات الكهربائية.
وتتوقع شركة Cox Automotive أن يكون عام 2024 عامًا تاريخيًا لمبيعات السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة، وفق التقرير.
وقال إن هناك تأثيرا بيئيًّا كبيرا لاستبدال المركبات التي تعمل بالوقود الأحفوري بتلك الكهربائية، إذ تزيل كل سيارة كهربائية ما يقرب من 10,000 رطل من تلوث الهواء سنويًّا، حتى عند النظر في طرق الإنتاج الحالية.
كما أن الحدّ من تلوث الهواء من الممكن أن يخفف من مخاطر الطقس الشديدة، حيث ربطت وكالة ناسا تغير المناخ الناجم عن أنشطة بشرية بزيادة تواتر وشدة حالات الجفاف والفيضانات وغيرها من الكوارث الطبيعية.
دمج ناجح
وساعد الدمج الناجح للأنابيب النانوية متعددة الجدران في الكاثودات المعتمدة على الأملاح الصخرية القائمة على المنغنيز فريق البحث في التغلب على تحديات التحلل الأولية.
ويهدف البحث المستمر إلى تحسين مزيج المنغنيز والأنابيب النانوية لضمان أداء موثوق.
وأعرب البروفيسور جينهيوك لي، من جامعة ماكجيل، عن تفاؤله بشأن مستقبل هذه التكنولوجيا.
وقال في ملخص مختبري: "إن النتائج التي توصلنا إليها تحمل وعدًا هائلًا لمستقبل تطوير بطاريات الليثيوم أيون، مما يوفر طريقًا نحو حلول تخزين الطاقة المستدامة والميسورة التكلفة".
إن هذا التقدم في تكنولوجيا البطاريات ليس لديه القدرة على إحداث ثورة في تخزين الطاقة فحسب، بل يؤكد أيضًا على الدور الحاسم للتعاون الدولي في تطوير حلول الطاقة النظيفة، وفق التقرير.
وقال إنه إذا كانت هذه التطورات قابلة للتطوير، فمن الممكن أن يكون لها تأثيرات بعيدة المدى؛ مما يفيد المجتمعات في جميع أنحاء العالم.
