تقنية كورية جديدة تمنح بطاريات المركبات الكهربائية قوة مضاعفة وكثافة طاقة أعلى بـ 60%
سولارابيك، كوريا الجنوبية – 18 مايو 2025: حقق فريق من الباحثين الكوريين الجنوبيين طفرة نوعية في تكنولوجيا بطاريات المركبات الكهربائية، إذ طوروا تقنية مبتكرة تضاعف قوتها وتزيد كثافة طاقتها بنسبة تتجاوز 60%. ويقدم هذا الإنجاز حلاً واعداً للتغلب على التحديات التي تواجه بطاريات الليثيوم-أيون التقليدية، خاصة فيما يتعلق باستقرار الواجهات بين الأقطاب الكهربائية والكهرليتات، مما يفتح آفاقاً جديدة لأنظمة تخزين الطاقة للجيل القادم.
السيليكون: أمل واعد بمشكلات هيكلية وتحديات الاستقرار
يسعى العلماء إلى استبدال الجرافيت المستخدم حاليًا في بطاريات الهواتف الذكية والحواسيب المحمولة بالسيليكون، نظراً لقدرة الأخير على تخزين أيونات ليثيوم تفوق الجرافيت بعشرة أضعاف تقريباً، ما يجعله مادة مصعد مثالية للجيل القادم من البطاريات. غير أن التوسع والانكماش الكبيرين في حجم السيليكون أثناء دورات الشحن والتفريغ، حيث يتضخم لثلاثة أضعاف حجمه الأصلي، يؤديان إلى فجوات ميكانيكية وتدهور سريع في أداء البطارية. ورغم محاولات استخدام الكهرليتات الصلبة أو شبه الصلبة (QSSEs) لتحسين الأمان والاستقرار، ظلت مشكلة الحفاظ على اتصال كامل مع السيليكون المتمدد قائمة، مما يسبب انفصالاً وفقداناً للأداء بمرور الوقت.
تقنية “التشابك الكيميائي”: مفتاح الاستقرار والأداء الفائق
قدم فريق البحث المشترك من جامعتي بوهانج للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) وسوجانج حلاً لهذه المعضلة عبر تطوير نظام أطلقوا عليه “القطب الكهربائي-الكهرليت المتشابك موضعيًا” (In situ Interlocking Electrode–Electrolyte – IEE). يعتمد هذا النظام على تكوين روابط كيميائية تساهمية بين القطب الكهربائي والكهرليت، مما يخلق بنية متشابكة كيميائيًا، شبيهة بالطوب الصلب ، تضمن اتصالاً وثيقًا حتى تحت الضغط الميكانيكي الشديد. وأظهرت اختبارات الأداء الكهروكيميائي تفوقًا ملحوظًا؛ فبينما فقدت البطاريات التقليدية سعتها سريعًا بعد بضع دورات شحن وتفريغ، حافظت خلايا IEE على استقرار طويل الأمد. وسجلت خلية الجراب (pouch cell) المعتمدة على هذا النظام كثافة طاقة وزنية بلغت 403.7 واط ساعة/كغ (زيادة تفوق 60% على البطاريات التجارية) وكثافة طاقة حجمية وصلت إلى 1300 واط ساعة/لتر (ما يقارب ضعف البطاريات التجارية). ووصف البروفيسور سوجين بارك من POSTECHهذا البحث بأنه “يقدم اتجاهًا جديدًا لأنظمة تخزين الطاقة من الجيل التالي التي تتطلب في نفس الوقت كثافة طاقة عالية ومتانة طويلة الأمد”. بدوره، أكد البروفيسور جيجون ريو من جامعة سوجانج أن “استراتيجية IEE هي تقنية رئيسية يمكن أن تسرع من تسويق البطاريات القائمة على السيليكون من خلال تعزيز استقرار الواجهة بشكل كبير“.
آفاق واعدة: مركبات تسير أبعد وهواتف تدوم أطول
يؤكد الباحثون أن هذه النتائج المبهرة تفتح الباب أمام تطبيقات عملية واسعة، إذ ستساهم في زيادة مدى سير المركبات الكهربائية بشكل كبير، وإطالة عمر بطاريات الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة الأخرى، كل ذلك دون الحاجة لزيادة حجم البطارية المستخدمة حاليًا. ويمثل هذا التطور خطوة هامة نحو الجيل القادم من أنظمة تخزين الطاقة عالية الكفاءة والموثوقية، معززاً الآمال في مستقبل أكثر استدامة لقطاع النقل والطاقة المحمولة.
ئتابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: postech
image credit: canva
The post تقنية كورية جديدة تمنح بطاريات المركبات الكهربائية قوة مضاعفة وكثافة طاقة أعلى بـ 60% appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود