ابتكار بطارية جديدة تعمل في درجات حرارة تحت الصفر

تمكن العلماء من تطوير بطارية يمكنها العمل في درجات حرارة دون الصفر تحت مسمى بطارية الجليد، حيث دفعت ورقة علمية نشرها مهندسون كيميائيون في الصين بطاريات أيونات الليثيوم للعمل عند 35 درجة مئوية تحت الصفر.

بطارية الجليد تعمل من خلال الجانب الموجب من اللوحين المشحونين كهربائيًا داخل البطارية وتفقد أيوناتها في النهاية، والتي تنتقل عبر الإلكتروليت إلى اللوحة السالبة، وعند توصيل البطارية، تعود الأيونات إلى وضعها الأصلي.

تفاصيل البحث حول البطارية الجديدة

ومع ذلك، في ظل الظروف الباردة، تكافح الأيونات للخروج من المنحل بالكهرباء والانتقال إلى اللوحة السالبة، ويقترح البحث الجديد، الذي نُشر في مجلة ACS Central Science، حلًا لتلك المشكلة وهو استبدال الجرافيت الذي يستخدم عادةً للألواح السالبة بمركب كولبالت جديد.

عن طريق تسخين المركب إلى درجات حرارة شديدة السخونة، حيث دفعوا من خلال التسخين الذرات إلى صفيحة مسطحة لا تزال أكثر وعورة من الجرافيت، وهي المادة التي تُستخدم تقليديًا في البطاريات.

مع وجود المزيد من النتوءات داخل البطارية، يسهل على أيونات الليثيوم الالتصاق بها والعمل بكفاءة أكبر. كتب الباحثون: "يكمن مفتاح معالجة فقدان السعة عند درجات الحرارة المنخفضة في تعديل تكوينات سطح الإلكترون لأنود الكربون".

عملت البطارية الناتجة في درجات حرارة شديدة البرودة، مع الحفاظ على قوتها لأكثر من 200 دورة من الشحن وإعادة الشحن.

حاليًا، تم اختبار هذه الطريقة فقط في البطاريات الصغيرة والتي يتم تصميمها على شكل عملة معدنية المستخدم في الساعات. سيحتاج الباحثون إلى اختبار طريقة لجعل نفس المبدأ يعمل في بطاريات أكبر.

تصريحات حول البطارية الجديدة

قال العالم الكيميائي اينيوان هو Enyuan Hu، من مختبر بروك هافن البريطاني الذي لم يشارك في البحث، لموقع Popular Science: "المادة مثيرة للاهتمام علميًا"، وأضاف "ولكن قد يكون تطبيقه العملي محدودًا؛ لأنه يتطلب مسارًا تركيبيًا معقدًا."

وذلك لأن تصنيع مركب الكوبالت الخاص بـ بطارية الجليد، لا يزال مكلفًا، ولكن يمكن استخدامه في تطبيقات محددة مثل السيارات الكهربائية، حيث يمكن للطقس البارد أن يقلل مداها بنسبة 30 في المائة.