فكرت المهدي
مفهوم جديد لبطاريات أكثر استدامة
تتميز البطارية المطورة باستخدام الألمنيوم كأنود (قطب سالب) واستخدام عنصر الأنثراكنيون العضوي في تصنيع الكاثود (القطب الموجب)، مما يتيح إمكانية التخزين الفعال لحاملات الشحن الموجبة من سائل الإلكتروليت الموصل للكهرباء والمكون من الألومنيوم والكلور.
وتتميز هذه البطارية بكونها مصنوعة من مواد متوفرة ومتاحة للاستخدام وموجودة بالفعل في قطاع الصناعة وإعادة التدوير، مما يعني انخفاض تكاليف الإنتاج وتقليل الضرر البيئي الناتج عن استخدامها نظرا لأنها قد تكون بديلا من استهلاكنا للوقود الأحفوري.
كما أنها تتميز بقدرتها على تخزين ضعفي كثافة الطاقة المخزنة في الإصدارات السابقة، ويمكن استخدامها في تطبيقات واسعة النطاق، بما في ذلك ألواح تخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
بطاريات الألمنيوم التقليدية
في عام 2015 أعلن فريق من جامعة ستانفورد في دورية نيتشر عن تطوير بطارية ألمونيوم جديدة قابلة لإعادة الشحن، يمكن أن تشحن الهاتف المحمول في غضون 60 ثانية، كما أنها صديقة للبيئة وأرخص ثمنا مما هو موجود في الأسواق، والميزة الأهم في كونها لا تنفجر تلقائيا كبطاريات الليثيوم المنتشرة في الأسواق.
وقد استخدمت التصميمات السابقة لبطاريات الألمنيوم عنصر الألومنيوم كأنود والغرافيت ككاثود، إلا أن سلبيتها كانت في أن عنصر الغرافيت يوفر محتوى طاقة منخفضا جدا لإنشاء خلايا بطارية ذات أداء مقبول.
الأمر الذي استدعى التفكير في بدائل أكثر فعالية من مادة الغرافيت، وبالفعل تم استبدالها بكاثود عضوي معدل بتقنية النانو، مكون من جزيء الأنثراكينون الذي يعتمد على الكربون. كما يجتهد الباحثون حاليا لإيجاد بديل فعال لعنصر الكلور الموجود في سائل التوصيل الكهربائي الإلكتروليت.
مستقبل بطاريات الألمنيوم المعدلة
تعتبر بطاريات الألمنيوم طفرة جديدة في عالم الأبحاث، ولا توجد حتى الآن نسخ متاحة للاستخدام التجاري، ويقتصر إنتاجها على الدراسات المخبرية، حيث يسعى العلماء للتأكد من سلامة استخدامها كبديل فعال من بطاريات الليثيوم آيون التقليدية.
ولا تزال الحاجة قائمة لمزيد من الأبحاث فيما يتعلق بتخزين الكهرباء وتطوير آليات شحن أفضل، لكن من حيث المبدأ يفضل الألومنيوم على الليثيوم كحامل شحن، وذلك لأنه متعدد التكافؤ، وهذا يعني أن كل أيون يعوض عن عدة إلكترونات.
ويشير الباحثون إلى أن بطاريات الألمنيوم يمكن أن تعمل قريبا إلى جانب بطاريات الليثيوم آيون في بعض الحالات، مع وجود أنظمة قادرة على التبديل بين الاثنين اعتمادا على متطلبات الطاقة وحالات الاستخدام المحددة.
