تمكّن فريق بحثي في جامعتي "إمبريال كوليدج لندن" و"بريستول" البريطانيتين من التوصّل إلى طريقة جديدة لإطالة عمر الدائرة الكهربائية في بطاريات الصوديوم، التي تعتبر واحدة من أكثر أنظمة تخزين الطاقة ذات السعة العالية، ومنخفضة التكلفة.
ويُعتبر نمو النتوءات في هيكل البطارية الداخلي، والتي تخترق فاصل البطاريات بما يؤدي إلى قصر عمر الدائرة الكهربائية، من أبرز العوائق أمام تطوير هذه البطاريات.
لكن الباحثين تمكّنوا من صنع نوع جديد من الطبقات المسامية شائعة الاستخدام في عزل القطب الموجب والسالب للبطاريات، والتي تُعرف باسم "الفواصل"، من مواد السليلوز النانوية المشتقة من الأعشاب البحرية البنية.
وذكر الموقع الإلكتروني لجامعة "بريستول" أن هذا الاكتشاف يمهّد الطريق لتخزين طاقة أكثر اخضرارًا وكفاءة.
تحسين الأداء
وأوضح الباحثون أن الفواصل التي تحتوي على المواد النانوية المشتقّة من الأعشاب البحرية لا تمنع فقط تشكّل النتوءات في بطاريات الصوديوم، بل تُحسّن أيضًا أداء البطاريات.
وقال جينغ وانغ المؤلف الأول للدراسة: إن الهدف من الفواصل هو فصل الأجزاء العاملة للبطارية من الأقطاب الموجبة والسالبة، والسماح بنقل الشحنات الكهربائية بسلاسة، مضيفًا أن الدراسة الجديدة "أظهرت أن المواد القائمة على الأعشاب البحرية يمكن أن تجعل الفاصل قويًا للغاية، ويمنع ثقبه بوساطة الهياكل المعدنية للبطارية".
وأشار إلى أن الفواصل الجديدة تسمح بسعة تخزين أكبر وكفاءة أعلى، ما يزيد من عمر البطاريات، وهو أمر أساسي لتشغيل الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة لفترة أطول.
بدوره، اعتبر الدكتور أماكا أونيانتا، الذي ابتكر مواد السليلوز النانوية وشارك في تأليف البحث، أن أهمية هذا الاكتشاف تكمن في أن هذه المواد النانوية قادرة على تقوية مواد الفصل وتعزيز قدرة أداء البطاريات القائمة على الصوديوم، وهذا يعني أننا لن نضطر إلى الاعتماد على المواد النادرة مثل الليثيوم، والذي غالبًا ما يتم تعدينه بطريقة غير أخلاقية ويستخدم قدرًا كبيرًا من الموارد الطبيعية، مثل المياه، لاستخراجها".
من جهته، قال البروفسور ستيف إيشهورن رئيس الفريق البحثي: إن هذه الدراسة تُثبت أن المواد الخضراء ممكنة لتخزين الطاقة، دون أن تكون مدمرّة للبيئة في إنتاجها.
وذكر الباحثون أن التحدّي التالي يتمثّل في زيادة إنتاج هذه المواد لتحلّ محل المواد النادرة التي تدخل في صناعة البطاريات، خاصة القائمة على الليثيوم.
