بطارية صوديوم تشحن في أربع دقائق وتستمر لسنوات

ميزات البطارية الجديدة

طور فريق بحثي في الصين بطارية تستند إلى معدن الصوديوم بدلاً من الليثيوم، وهو عنصر متوفر بكميات كبيرة وأقل تكلفة. استخدام الصوديوم يقلل من مخاطر الاشتعال المرتبطة ببعض بطاريات الليثيوم، ويهدف الباحثون من خلال هذه التقنية إلى خفض تكلفة إنتاج البطاريات وتوسيع نطاق استخدامها في المستقبل.

حل مشكلة الدندريت

إحدى العقبات التي واجهت بطاريات الصوديوم المعدنية هي تكوين تفرعات معدنية دقيقة تسمى “الدندريت” التي قد تؤدي إلى قصر داخلي وتعطل البطارية. للتغلب على ذلك صمم الباحثون إلكتروليتاً هلامياً شبه صلب أطلقوا عليه اسم Sn-FB QSE، والذي يعمل على تثبيت البنية الداخلية ومنع تكون تلك التفرعات.

الأداء والنتائج

وفقاً للدراسة المنشورة في دورية Nano-Micro Letters، تمكنت البطارية من العمل لأكثر من ستة آلاف ساعة من عمليات الشحن والتفريغ دون ظهور أي تفرعات معدنية. كما حافظت على سعة تبلغ 80.1 مللي أمبير/غرام عند شحنها من الصفر إلى المائة خلال أربع دقائق فقط. عندما تم إبطاء عملية الشحن إلى عشرين دقيقة، احتفظت البطارية بتسعين بالمئة من سعتها الأصلية بعد ألفي دورة شحن، وهو أداء يقترب من الحدود النظرية لبطاريات الليثيوم-أيون مع تكلفة أقل ومستوى أمان أعلى.

التطبيقات المستقبلية والتحديات

يرى الباحثون أن هذه التقنية ستكون ملائمة بشكل خاص للسيارات الكهربائية لأنها تسمح بإعادة الشحن بسرعة كبيرة مقارنة بمعظم البطاريات الحالية التي تحتاج إلى عشرات الدقائق للوصول إلى نسبة شحن مرتفعة. ومع ذلك فإن البطارية ما زالت في مرحلة البحث والتطوير؛ يجب التأكد من كفاءتها في ظروف درجات حرارة مختلفة قبل استخدامها في الهواتف الذكية أو الأجهزة الإلكترونية، كما تحتاج إلى اختبارات إضافية وإنتاج تجريبي واسع النطاق قبل طرحها تجارياً. تمثل بطاريات الصوديوم المعدنية تحولاً كبيراً في صناعة تخزين الطاقة بفضل تكلفتها المنخفضة وسرعتها العالية في الشحن ومستوى الأمان الأفضل، ما يجعلها مرشحاً قوياً لدعم الجيل القادم من السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.