حقن المواد الكيميائية يساعد على "إحياء" البطاريات القديمة

[إعلان 1]

نجح علماء يابانيون في تطوير طريقة يمكنها استعادة القدرة الأصلية للبطاريات بشكل كبير بعد تدهورها بسبب دورات الشحن والتفريغ المتعددة.

بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية. الصورة: South_agency/iStock — بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية. الصورة: *South_agency/iStock*

اليوم، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون النوع الأكثر شيوعًا من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، والتي تعمل على تشغيل المركبات والعناصر اليومية مثل السيارات الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية. لكن مع مرور الوقت، تفقد قدرتها على الاحتفاظ بالشحنة، وتصبح أقل كفاءة وأقل موثوقية. ويرجع ذلك إلى فقدانها للجسيمات المشحونة كهربائيًا، أو الأيونات، التي تساعد في تخزين الطاقة وإطلاقها داخل البطارية.

أفاد موقع Interesting Engineering في 10 مارس/آذار أن فريقًا من الخبراء في مختبر تويوتا المركزي للأبحاث والتطوير في اليابان توصل إلى طريقة لتجديد هذه الأيونات واستعادة السعة الأصلية للبطارية بشكل كبير. ونشر البحث الجديد في مجلة Joule.

وعلى وجه التحديد، يقومون بحقن مادة خاصة تسمى كاشف الاسترداد في البطارية. تؤدي هذه المادة إلى تحفيز تفاعل كيميائي يؤدي إلى إنتاج المزيد من الإلكترونات وأيونات الليثيوم. هناك نوعان من الجسيمات المشحونة التي تساعد البطاريات على تخزين الطاقة. ومن خلال إضافة هذه الجزيئات، تمكن الفريق من عكس عملية تدهور البطارية واستعادة 80% من سعتها الأصلية. يمكن للبطارية المستعادة الحفاظ على الأداء لمدة 100 دورة شحن وتفريغ.

وقد قام الفريق باختبار الطريقة الجديدة على مجموعة متنوعة من البطاريات، الكبيرة والصغيرة، بما في ذلك تلك المستخدمة في السيارات. وقال نوبوهيرو أوجيهارا، العالم الرئيسي في الدراسة: "تم التحقق من الكفاءة ليس فقط باستخدام البطاريات الصغيرة في المختبر ولكن أيضًا باستخدام البطاريات الكبيرة المستخدمة في السيارات".

يمكن أن تؤدي الطريقة الجديدة إلى إطالة عمر بطاريات الليثيوم أيون، مما يسمح بإعادة استخدامها في المركبات الكهربائية أو الأجهزة الأخرى بدلاً من التخلص منها أو الخضوع لعمليات تفكيك وإعادة تدوير معقدة. ويساهم هذا في توفير التكاليف والموارد والبيئة، حيث تحتوي بطاريات أيون الليثيوم على معادن نادرة مثل الكوبالت والنيكل، والتي يتم استخراجها غالبًا بطرق غير مستدامة.

ومع ذلك، فإن الطريقة الجديدة ليست مناسبة لجميع أنواع البطاريات المتدهورة، ولكنها فعالة فقط للبطاريات التي فقدت أيوناتها بسبب الشحن والتفريغ المتكرر، وليس للبطاريات التي تعاني من أضرار هيكلية أو أشكال أخرى من التدهور. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى طريقة لتشخيص حالة البطارية بدقة لتحديد ما إذا كانت مناسبة للحقن الكيميائي.

وتقول جاكلين إيدج، الخبيرة في تحلل البطاريات في إمبريال كوليدج لندن، إن هناك حاجة لدراسات طويلة الأمد لفهم المزيد عن الآثار الجانبية المحتملة وسلامة حقن المواد الكيميائية في البطاريات. وقد قدم الفريق براءة اختراع للطريقة الجديدة، مما جذب اهتمام وتمويل العديد من الشركات والهيئات الحكومية.

ثو ثاو (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )

[إعلان 2]
رابط المصدر