يمكن لبطارية الليثيوم-كبريت الجديدة ذات السعة العالية للغاية أن تحقق طفرة في عالم صناعة السيارات التي تعمل بالطاقة الكهربائية وبأسعار أرخص كثيرا من المتاح حاليا بالأسواق، علاوة على زيادة قدرات تخزين الطاقة بالشبكات الكهربائية، وفقاً لما نشره موقع “نيوساينتست” الأميركي.
قدرات أعلى بـ5 أضعاف
تمكنت ماهدوكت شيباني، بالتعاون مع زملائها في جامعة موناش بملبورن في أستراليا، من تطوير بطارية ذات قدرة أعلى بـ5 مرات من بطاريات الليثيوم أيون.
وتتميز البطارية المبتكرة بقدرة على الاستمرار في العمل بكفاءة تصل إلى نسبة 99% لأكثر من 200 دورة، وسيكون الإصدار من البطاريات الجديدة، الذي يتناسب مع حجم الهاتف الذكي، قادراً على إبقاء الهاتف مشحوناً لمدة 5 أيام.
حل مشاكل التمدد والانكماش
تقول شيباني: كانت ومازالت مشكلة بطاريات الليثيوم – كبريت تتمثل في أن قدرة قطب الكبريت كبيرة للغاية لدرجة أنه ينفصل عن دورات الشحن والتفريغ، وبذا تختفي ميزة الطاقة بسرعة عندما ينهار القطب الكهربائي، ومن ثم يتلاشى شحن البطارية على الفور.
وتوضح شيباني أن تلك المشكلة تحدث بسبب تمدد وانكماش قطب الكبريت أثناء دورانه، حيث تصل نسبة التغير في الحجم إلى حوالي 78%، بالإضافة إلى تغير في حجم الأقطاب الكهربائية في بطاريات الليثيوم أيون، المستخدمة في تشغيل السيارات الكهربائية والهواتف الذكية، ولكنه يحدث بمعدل أقل بنحو ثمانية أضعاف.
بوليمر أقل
ولتجنب حدوث مشكلة تفكك القطب في بطارية الليثيوم-كبريت، أعطى الباحثون جزيئات الكبريت مساحة أكبر للتوسع والتقلص، وعادة فإن بطاريات الليثيوم -كبريت تحتوي على مواد مضافة تربط الجزيئات معاً في الداخل حتى لا تتشقق البطارية أثناء التمدد والانكماش، وقامت شيباني وفريقها باستخدام كمية أقل من مادة ربط البوليمر في قطبهم الكهربائي المبتكر من أجل بناء هياكل ذات جزئيات كبريت أكثر تباعدا.
ويساعد هذا القدر القليل من البوليمر في بناء سلسلة من الجسور بين الجسيمات، كبديل للشبكة الكثيفة التقليدية، تساعد على تحقيق توازن بين مقاومة البطارية للتشقق وقدرتها على تفريغ كمية كبيرة من الطاقة، ويعكف فريق الباحثين على دراسة نماذج أولية للبطارية الجديدة حاليا، تمهيدا للبدء في تصنيعها تجارياً في أستراليا في السنوات القادمة.
العربية.نت