آفاق علمية وتربوية موقع متخصص بالثقافة العلمية والتربوية
تمكن الباحثون من صنع بطارية من الألومنيوم يمكن شحنها في دقيقة واحدة ويمكن استخدامها ل 7500 مرة!
قريبًا بطارية قابلة لإعادة الشحن فائقة السرعة ورخيصة الثمن وطويلة الأمد. ونظرًا لأنها مصنوعة من الألومنيوم، فإن البطارية الجديدة تعد بديلاً أكثر أمانًا لبطاريات الليثيوم أيون التقليدية والبطاريات القلوية التي يستخدمها الملايين منا اليوم.
لعقود من الزمان، كان الباحثون يتطلعون إلى الألومنيوم (نفس الأشياء الموجودة في علب الألمنيوم وعلب المشروبات) كمادة للبطاريات، فهو رخيص الثمن وقابل للانحناء وقابلية اشتعال منخفضة وسعة تخزين عالية الشحن. لكن محاولات تطوير بطارية أيون الألومنيوم القابلة للتطبيق تجاريًا باءت بالفشل.
ومثل معظم البطاريات الأخرى، تتكون هذه البطاريات من قطبين كهربائيين: أنود سالب الشحنة (مصنوع من الألومنيوم هنا) وكاثود موجب الشحنة. كان التحدي يتمثل في العثور على المادة المناسبة للكاثود – وهو شيء قادر على إنتاج جهد كاف بعد دورات متكررة من الشحن والتفريغ.
الآن، اكتشف فريق دولي بقيادة Hongjie Dai من ستانفورد عن طريق الخطأ حلاً بسيطًا باستخدام الجرافيت، وهو الكربون أساسًا. لقد وضعوا أنود الألومنيوم، وكاثود الجرافيت، وإلكتروليت سائل أيوني (سائل مالح ، أساسًا) في كيس مرن مغطى ببوليمر.
يأمل الفريق أن تحل بطاريتهم الجديدة محل البطاريات القلوية الضارة بالبيئة وبطاريات الليثيوم أيون التي يمكن أن تشتعل في بعض الأحيان. على الرغم من أنها تشكل نوعًا ما من مخاطر الحريق، إلا أن بطاريات الليثيوم أيون تُستخدم في معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية لدينا. يقول داي في بيان صحفي: “يمكن أن تنفجر بطاريات الليثيوم بطريقة غير متوقعة – في الهواء أو في السيارة أو في جيبك”. “لن تشتعل النيران في بطاريتنا الجديدة.”
علاوة على ذلك، يقولون إن بطاريتهم المتطورة هي أيضًا سريعة الشحن ومتينة للغاية. على عكس الساعات التي قد يقضيها البعض منا في شحن هواتفنا ، فإن نموذجهم الأولي له وقت شحن يبلغ دقيقة واحدة. وهي قادرة على تحمل أكثر من 7500 دورة شحن وتفريغ دون أن تفقد قدرتها. بطارية الليثيوم أيون النموذجية ، للمقارنة ، تدوم حوالي 1000 دورة.
لسوء الحظ ، لن تكون بطارية الألومنيوم الجديدة القابلة لإعادة الشحن هذه جاهزة لنا في أي وقت قريب. لسبب واحد ، هذه البطارية تولد حوالي 2 فولت من الكهرباء. في حين أن هذا يزيد عن بطاريات AA و AAA اليومية بجهد 1.5 فولت ، بالإضافة إلى أي نموذج أولي آخر من الألومنيوم حتى الآن ، فإن هذا لا يمثل سوى نصف الجهد الكهربائي لبطارية الليثيوم النموذجية.
يوضح داي: “قد يؤدي تحسين مادة الكاثود في النهاية إلى زيادة الجهد وكثافة الطاقة”. “بخلاف ذلك ، تحتوي بطاريتنا على كل شيء آخر تحلم به في البطارية، أقطاب كهربائية غير مكلفة ، وأمان جيد ، وشحن عالي السرعة ، ومرونة ، وعمر دورة طويل “.
