تقنية أمريكية تراقب بطاريات الليثيوم أثناء الشحن لإطالة عمرها
سولارابيك، الولايات المتحدة الأمريكية – 16 يونيو 2025: ابتكر علماء أمريكيون في جامعة كاليفورنيا (UCLA) تقنية تصوير ثورية قد تمهد الطريق لتصميم جيل جديد من بطاريات الليثيوم المعدنية يتمتع بعمر افتراضي أطول وقدرة تخزين مضاعفة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون السائدة حالياً. تسمح التقنية الجديدة، التي أُطلق عليها اسم “المجهر الإلكتروني بالتبريد الفائق المكهرب” (eCryoEM)، برصد ما يحدث داخل البطارية أثناء شحنها بدقة تفصيلية غير مسبوقة تتجاوز حدود الطول الموجي للضوء، مما يكشف عن معلومات حيوية لتحسين أدائها واستقرارها.
تجميد التفاعل في أجزاء من الثانية
تعتمد التقنية المبتكرة على تجميد بطارية ليثيوم معدنية رقيقة للغاية أثناء عملها في النيتروجين السائل، وهي عملية تتم بسرعة فائقة لا تتجاوز أجزاء من الثانية لتجنب أي تفاعلات جانبية. يكرر الباحثون هذه العملية في نقاط زمنية مختلفة أثناء الشحن، ثم يجمعون الصور الملتقطة لتكوين ما يشبه فيلماً تسجيلياً يُظهر نمو طبقة التآكل الرقيقة التي تتشكل على سطح الليثيوم خطوة بخطوة. وقد كانت دراسة هذه الطبقة تقتصر في السابق على فحص البطارية بعد توقفها عن العمل، مما يترك فجوة معرفية كبيرة حول ديناميكيات التفاعل الفعلية.
نتائج مفاجئة تعيد توجيه الأبحاث
كشفت القياسات الدقيقة التي وفرتها تقنية eCryoEM عن نتائج غير متوقعة. إذ توصل الباحثون إلى أن نمو طبقة التآكل يمر بمرحلتين: مرحلة مبكرة يحكمها مدى سرعة تفاعل الليثيوم، ومرحلة لاحقة تصبح فيها طبقة التآكل أكثر سمكاً ويحكم نموها مدى سرعة انتشار الإلكترونات عبرها. والمفاجأة كانت أن استخدام كهرليت عالي الأداء أحدث فارقاً هائلاً في المرحلة المبكرة، حيث أبطأ معدل التآكل بمعامل ثلاثة أضعاف، بينما كان تأثيره في المرحلة المتقدمة محدوداً بنسبة 10% فقط. تشير هذه البيانات إلى أن مدى تفاعلية الكهرليت نفسه هو العامل الأكثر حسماً، وليس فقط خصائص الانتشار التي ركزت عليها الأبحاث طويلاً، وهو ما قد يسرّع من جهود تحقيق الاستقرار اللازم لبطاريات الليثيوم المعدنية الواعدة التي تمتلك القدرة على مضاعفة كثافة الطاقة.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
The post تقنية أمريكية تراقب بطاريات الليثيوم أثناء الشحن لإطالة عمرها appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود