العلماء يكتشفون طريقة مذهلة لجعل بطاريات السيارات الكهربائية أرخص وأفضل

وجد العلماء طريقة جديدة لجعل بطاريات السيارات الكهربائية أرخص وأكثر قدرة، وذلك عن طريق تطعيمها بالمنشطات، وتضيف هذه التقنية كميات صغيرة من العناصر المتوفرة بسهولة إلى البطاريات لتغيير أدائها بشكل كبير.

وأصبح العالم يعتمد بشكل كبير على بطاريات الليثيوم أيون، المستخدمة في كل شيء من سياراتنا إلى هواتفنا المحمولة، وكذلك لتخزين الطاقة، ولكنهم يعانون من مجموعة من المشاكل، بما في ذلك اعتمادهم الكبير على الموارد النادرة والمكلفة.

ويأمل الباحثون أن تتم الموافقة على ذلك من خلال التوجه نحو مواد أكثر كفاءة واستدامة في كاثودات البطارية، ويعد هذا هو الجزء من بطاريات السيارات الكهربائية الذي تحدث فيه عمليات تبادل الإلكترونات المهمة، وحيث تحدث العديد من هذه المشكلات.

الكاثود في بطاريات السيارات الكهربائية

وفي العام الماضي، أعلن الباحثون أنهم عثروا على مادة جديدة لذلك الكاثود تسمح بقدرة عالية باستخدام تفاعلات الحديد والأكسجين، لكنها جلبت مشاكل، لأن شحن وإعادة شحن بطاريات السيارات الكهربائية حيث أدى ذلك إلى إنتاج الأكسجين.

والآن يقول الباحثون إن عملية "تعاطي المنشطات" يمكن أن تتغلب على هذه المشكلة، وتؤدي إلى أن تصبح التكنولوجيا الجديدة مفيدة.

وقال هيرواكي كوباياشي من جامعة هوكايدو في اليابان: "لقد وجدنا الآن أن قابلية التدوير يمكن تعزيزها بشكل كبير عن طريق تطعيم كميات صغيرة من العناصر المتوفرة بكثرة مثل الألومنيوم والسيليكون والفوسفور والكبريت في البنية البلورية للكاثود".

يمكن للرؤى الجديدة أن تزيد من استقرار بطاريات السيارات الكهربائية بحيث تحتفظ بشحنتها بنسبة تصل إلى 90%.

وقال كوباياشي: "سنواصل تطوير هذه الأفكار الجديدة، على أمل تقديم مساهمة كبيرة في التقدم في تكنولوجيا بطاريات السيارات الكهربائية التي ستكون حاسمة إذا أردنا أن تحل الطاقة الكهربائية محل استخدام الوقود الأحفوري على نطاق واسع، كما هو مطلوب في الجهود العالمية لمكافحة تغير المناخ". 

تم وصف هذا العمل في ورقة بحثية بعنوان "نحو كاثودات بطاريات الليثيوم أيون عالية الطاقة وفعالة من حيث التكلفة: تكوين الرابطة التساهمية يمكّن الأكسدة والاختزال في الحالة الصلبة من أكسيد الحديد الغني بالليثيوم المضاد للفلوريت"، والتي نُشرت في مجلة ACS Materials Letters.