تعرف على الابتكار الجديد..هل تنهي بطاريات الألمنيوم عهد الليثيوم؟

وجد الباحثون بطارية جديدة مصنوعة من الألمنيوم قادرة على حل بعض المشاكل الكبيرة في تخزين الطاقة المتجددة. تعتبر هذه البطارية خيارًا أكثر أمانًا واستدامة مقارنة بالبطاريات الأخرى بالإضافة إلى أنها أكثر كفاءة من الطرق المستخدمة حاليًا. أظهرت البطارية الجديدة أداءً ممتازًا خلال الاختبارات حيث احتفظت بأكثر من 99% من قدرتها الأصلية حتى بعد 10000 دورة شحن وتفريغ، كما ذكر موقع “إنترستينغ إنجنيرينغ”.

قال فريق البحث في بيان لهم إن بطارية الألمنيوم الصلبة هذه تمتاز بعمر استثنائي، إذ فعليًا صمدت لمدة 10000 دورة شحن وتفريغ مع فقدان أقل من 1% من سعتها الأصلية، فضلاً عن ميزات الأمان العالية وإمكانية إعادة التدوير، مما يجعلها حلاً واعدًا لتخزين الطاقة من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وأوضح وي وانغ أحد المشاركين في الدراسة أن “تصميم بطارية الألمنيوم الجديدة يفتح مجالًا لنظام تخزين طاقة طويل الأمد وفعال من حيث التكلفة وآمن”.

ومع زيادة الحاجة لمصادر الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح، ظهر ضرورة تطوير أنظمة موثوقة لتخزين الطاقة. البطاريات الكبيرة تلعب دورًا مهمًا في دمج هذه المصادر المتقطعة لضمان تدفق الطاقة بشكل مستمر حتى في الأيام التي لا يكون فيها شمس أو رياح.

في المقابل، بطاريات الليثيوم كما هو معروف مكلفة في الإنتاج رغم استخدامها الواسع في الإلكترونيات والسيارات الكهربائية، وهذا يجعلها أقل ملاءمة لتخزين الطاقة على المدى البعيد. فوق ذلك، قد تشكل خطر من حيث الاشتعال، مما يؤدي إلى مخاوف تتعلق بالسلامة خاصة في المنشآت الكبيرة.

أكد الباحثون أن هناك بدائل محتملة لأنظمة تخزين الطاقة الموثوقة والطويلة الأمد تشمل بطاريات الألمنيوم القابلة للشحن.

جدير بالذكر أن بطاريات الألمنيوم التقليدية تعاني من ضعف الأداء ومشاكل تتعلق بالأمان بسبب استخدامها للإلكتروليتات السائلة التي غالبًا ما تحتوي على كلوريد الألمنيوم، وهذه الإلكتروليتات تسبب تآكل مكونات البطارية وهي حساسة جدًا للرطوبة مما يؤدي لتقليل الأداء وحتى لمخاطر أخرى.

لكن البطارية المصنوعة من الألمنيوم التي تم تطويرها مؤخرًا تتغلب على هذه العقبات من خلال استخدامها لإلكتروليتات صلبة، مما يعزز استقرار البطارية ويقلل من مشاكل التآكل المرتبطة بالإلكتروليتات السائلة.

أحد الباحثين أوضح أنه “قمنا بإضافة ملح فلوريد الألمنيوم الخامل إلى الإلكتروليت الذي يحتوي على أيونات الألمنيوم، مما حوله إلى إلكتروليت صلب”.

بينما كانوا يعملون على بناء بطارية الألمنيوم، استخدم الباحثون كربونات فلورو إيثيلين كمادة مضافة لتشكيل طبقة رقيقة وصلبة على الأقطاب الكهربائية حتى تمنع تكوّن بلورات الألومنيوم التي تؤذي صحة البطارية، حسب “إنترستينغ إنجنيرينغ”.

من جهة أخرى، الباحثون أكدوا أن مقاومة البطارية للرطوبة واستقرارها الفيزيائي والحراري تحسنت حسب تجاربهم، حيث يمكن للبطارية تحمل ضربات متكررة من أشياء حادة ودرجات حرارة تصل لـ200 درجة.

كشف فريق البحث أن معظم فلوريد الألمنيوم ممكن استعادته بعملية غسل بسيطة ثم إعادة استخدامه في بطاريات أخرى، لكن مع أداء أقل قليلاً.