في السنوات الأخيرة ، برزت بطاريات الليثيوم أيون كتقنية حيوية في الانتقال نحو مصادر الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية (EVs). دفع الطلب المتزايد على البطاريات الأكثر كفاءة وبأسعار معقولة تطورات كبيرة في هذا المجال. هذا العام ، يتوقع الخبراء العديد من الاختراقات التي يمكن أن تحدث ثورة في قدرات بطاريات الليثيوم أيون.
أحد التقدم البارز للمراقبة هو تطوير بطاريات الحالة الصلبة. على عكس بطاريات الليثيوم أيون التقليدية التي تستخدم الشوارد السائلة ، تستخدم بطاريات الحالة الصلبة مواد أو سيراميك صلبة ككهارل. هذا الابتكار لا يزيد من كثافة الطاقة فحسب ، مما يحتمل أن يمتد نطاق EVs ، ولكنه يقلل أيضًا من وقت الشحن ويحسن السلامة عن طريق تقليل خطر الحريق. تركز الشركات البارزة مثل QuantumScape على بطاريات الليثيوم المعدنية للدولة الصلبة ، تهدف إلى دمجها في مركبات في وقت مبكر من 2025 [1].
في حين أن بطاريات الحالة الصلبة تحمل وعدًا كبيرًا ، يستكشف الباحثون أيضًا كيمياء بديلة لمعالجة المخاوف بشأن توفر مواد البطارية الرئيسية مثل الكوبالت والليثيوم. يستمر البحث عن خيارات أرخص وأكثر استدامة في دفع الابتكار. علاوة على ذلك ، تعمل المؤسسات والشركات الأكاديمية في جميع أنحاء العالم بجد لتعزيز أداء البطارية ، وزيادة السعة ، وتسريع سرعات الشحن ، وتقليل تكاليف التصنيع [1].
الجهود المبذولة لتحسين بطاريات الليثيوم أيون تمتد إلى ما وراء السيارات الكهربائية. تجد هذه البطاريات تطبيقات في تخزين الكهرباء على مستوى الشبكة ، مما يسمح بتكامل أفضل لمصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. من خلال الاستفادة من بطاريات ليثيوم أيون لتخزين الشبكة ، يتم تحسين استقرار وموثوقية أنظمة الطاقة المتجددة بشكل كبير [1].
في اختراق حديث ، قام العلماء في مختبر لورانس بيركلي الوطني بتطوير طلاء بوليمر موصل يُعرف باسم HOS-PFM. يتيح هذا الطلاء بطاريات ليثيوم أيون أطول وأكثر قوة للسيارات الكهربائية. يقوم HOS-PFM في وقت واحد بإجراء كل من الإلكترونات والأيونات ، ويعزز استقرار البطارية ، ومعدلات الشحن/التفريغ ، وعمرهم بشكل عام. كما أنه بمثابة مادة لاصقة ، وربما يمتد متوسط عمر بطاريات الليثيوم أيون من 10 إلى 15 سنة. علاوة على ذلك ، أظهر الطلاء أداءً استثنائياً عند تطبيقه على أقطاب السيليكون والألمنيوم ، مما يخفف من تدهورها والحفاظ على سعة البطارية العالية على دورات متعددة. هذه النتائج تحمل وعدًا بزيادة كثافة الطاقة في بطاريات الليثيوم أيون بشكل كبير ، مما يجعلها أكثر بأسعار معقولة ومتاحة للسيارات الكهربائية [3].
بينما يسعى العالم إلى الحد من انبعاثات غازات الدفيئة والانتقال إلى مستقبل مستدام ، تلعب التقدم في تكنولوجيا بطارية الليثيوم أيون دورًا محوريًا. إن جهود البحث والتطوير المستمرة تدفع الصناعة إلى الأمام ، مما يجعلنا أقرب إلى حلول بطاريات أكثر كفاءة وبأسعار معقولة وصديقة للبيئة. مع وجود اختراقات في بطاريات الحالة الصلبة ، والكيمياء البديلة ، والطلاء مثل HOS-PFM ، فإن احتمال اعتماد السيارات الكهربائية على نطاق واسع وتخزين الطاقة على مستوى الشبكة تصبح مجدية بشكل متزايد.
وقت النشر: يوليو -25-2023
