أوضح باحثون في تكنولوجيا النانو أن الجيل التالي من بطاريات ليثيوم الكبريت تُشحن في أقل من 5 دقائق، ونُشر البحث في مجلة نيتشر نانو تكنولوجي.
كانت بطارية ليثيوم الكبريت موضع اهتمام منذ ستينيات القرن الماضي لتخزين الطاقة، وهي تنتمي إلى نوعية بطاريات أيون الليثيوم وتستخدم الكبريت كمهبط، وبلغت ذروة الأبحاث حول هذا البديل منخفض التكلفة في بدايات القرن الحادي والعشرين.
يفترض البحث أن هذه البطارية قد تخزن أكثر من ضعف طاقة البطاريات التجارية المتداولة بقدرة تخزينية تبلغ 550 واط في الساعة لكل كيلوغرام، وذلك مقارنة بالبطاريات الحالية التي تصل كثافة طاقتها إلى حوالي 150-250 واط في الساعة لكل كيلوغرام.
تعد بطارية ليثيوم الكبريت تقنية واعدة للأجهزة الإلكترونية بسبب إمكانيات الطاقة العالية التي تمتلكها، وتجعلها مناسبة للاستخدام في السيارات الكهربائية، بالإضافة إلى تطبيقات تخزين الطاقة واسعة النطاق بما في ذلك شبكات الطاقة الكهربائية، لكن تستغرق بطاريات ليثيوم الكبريت الحالية وقتًا طويلًا في التفريغ والشحن، وتلك مشكلة كبيرة، إذ قد تستغرق الدورة الكاملة الواحدة للشحن والتفريغ ما بين ساعة إلى عشر ساعات.
الجديد في هذه الدراسة أنها شرعت ولأول مرة منهجيًا في معالجة مشكلة معدلات الشحن والتفريغ البطيئة لبطاريات ليثيوم الكبريت، إذ فحص فريق جامعة أديلايد تفاعل اختزال الكبريت الذي يحكم معدل شحن وتفريغ بطاريات ليثيوم الكبريت لتحسين هذا المعدل.
يقول المؤلف الرئيسي البروفيسور تشياو بهذا الشأن: «بحثنا في العديد من المحفزات الكهربائية للمعادن الانتقالية المعتمدة على الكربون، بما في ذلك الحديد والكوبلت والنيكل والنحاس والزنك».
صمم فريق تشياو محفزًا كهربائيًا مكونًا من مركب نانوي مصنوع من تجمعات من مادة كربونية مع الكوبلت والزنك.
يوضح تشياو: «عند استخدام المحفز الكهربائي الكوبلت والزنك في بطاريات ليثيوم الكبريت، فإن البطارية الناتجة تحقق نسبة طاقة إلى وزن استثنائية. يُظهر بحثنا تقدمًا كبيرًا، ما يمكّن بطاريات ليثيوم الكبريت من تحقيق دورة الشحن والتفريغ الكاملة في أقل من 5 دقائق. إن الإنجاز الذي حققناه قادر على إحداث ثورة في تقنيات تخزين الطاقة وتعزيز تطوير أنظمة البطاريات عالية الأداء لمختلف التطبيقات».
تُستخدم بطارية ليثيوم الكبريت عالية الطاقة بالفعل في أجهزة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والسيارات الكهربائية.
اقرأ أيضًا:
اختراع بطارية جديدة تعمل على الماء.. فهل نتخلى عن بطاريات الليثيوم؟
بطاريات المستقبل: بطارية أيونات الأكسجين التي قد تكون بديلة لبطارية أيونات الليثيوم
ترجمة: عمرو أحمد
تدقيق: بشير حمّادة
