بسرعة أكبر وتكلفة أقل.. تقنية ثورية تنعش بطاريات المستقبل

نجح الباحثون في معهد "كارلسروه" المختص بالتكنولوجيا في ألمانيا، في تطوير مفهوم مبتكر يساعد في عملية إنتاج بطاريات بسرعة أكبر وكلفة أقل، كما تمكنوا من اختباره بنجاح.

مبدأ عمل البطارية

يعمل هذا المفهوم المبتكر على مبدأ الطلاء والتجفيف المتزامن الأقطاب الكهربائية المكونة من طبقتين، حيث يمكن تخفيض زمن التجفيف إلى ما يساوي نصف وقت الإنتاج الاعتيادي أي أقل من  20 ثانية وذلك دون أن تفقد البطارية طاقتها.

وتعتبر الأقطاب الكهربائية مهمة جداً في بطاريات الليثيوم أيون، إذ تقوم هذه المواد الفعالة بتخزين الطاقة.

أهمية بطاريات ليثيوم

لقد شكلت بطارية ليثيوم أيون طفرة في حلول الطاقة المخزنة والمتنقلة في العقود الأخيرة،  وقد أطلق عليها اسم "بطاريات المستقبل"، فقد قامت بالتمهيد لثورة في الأجهزة الإلكترونية التي نقوم باستخدامها اليوم، وأولها السيارات الكهربائية.

ثم صارت وحدات تخزين الطاقة التي تشحن عبر الكهرباء وتحتفظ بالطاقة طيلة اليوم، عنصر أساسي في الأجهزة المحمولة التي نستخدمها حالياً.

وباعتبار المركبات الكهربائية مهمة جداً وخاصة من أجل التنقل في المستقبل فإن ذلك يؤدي إلى زيادة الطلب على البطاريات القوية الغير مكلفة.

آراء الباحثين

ووفقاً للباحثين: إن عملية الكل والتجفيف اللاحق الأقطاب الكهربائية تمثل الكلفة الأكبر لإنتاج بطاريات الليثيوم أيون، وقد قال قائد الفريق البحثي البروفيسور "فيلهم شابيل" موضحاً:

 "يُظهر عملنا أننا من حيث المبدأ، ندير جميع خطوات العملية اللازمة لإنتاج البطاريات بسرعة أكبر، وبالتالي بتكلفة أقل في المستقبل دون التأثير على الجودة".

وأضاف: "في الأوقات المعتادة لتجفيف الأقطاب الكهربائية التي تصل إلى دقيقة واحدة، وسرعات إنتاج تصل إلى مائة متر في الدقيقة وأكثر، هناك حاجة إلى خطوط تجفيف طويلة، وفي حالة الأقطاب الكهربائية ذات الوزن العالي للطلاء، فإن هذا بالكاد ممكن ومكلف للغاية".

 وتبعاً لكلام الباحثين أيضاً، يعتمد المفهوم الجديد على مبدأ استخدام مواد فعالة مختلفة الطبقات، وتطبيقها في وقت واحد، إذ تكون طبقة واحدة مسؤولة عن الالتصاق، وأخرى عن سعة محددة.

 إذ تتيح بنية الطبقة هذه التصنيع بمعدل تجفيف مرتفع للغاية، ويتم تخفيض أوقات التجفيف إلى الثلث.

وقد قال شابيل أيضاً: "لقد حققنا أولى النتائج الواعدة".

وفي هذا الوقت تعمل المجموعة البحثية على عملية إيجاد طرق من أجل نقل المفهوم الجديد إلى النطاق الصناعي.

 استخدام بطاريات الليثيوم تجارياً

نشير إلى أن شركة "سوني" هي أول من قام بطرح بطاريات الليثيوم أيون عام 1991من أجل الاستخدام التجاري.

حيث كانت الشركة تبحث عن حلول من أجل إطالة عمر البطاريات المستخدمة في كاميرات الفيديو لديها.

وفي الوقت الحالي تستخدم هذه البطاريات لتوفير الطاقة في الكثير من الأجهزة الإلكترونية الحديثة مثل هواتف ذكيه وأجهزة الكمبيوتر المحمول والمكانس الكهربائية المحمولة، ومؤخراً تم استخدامها في المركبات الكهربائية.

واليوم أكثر من 7 مليارات بطارية ليثيوم أيون تباع حول العالم، وحسب التوقعات مع بداية 2027  فإنّ هذا العدد سيزداد إلى أكثر من 15 مليار بطارية.