تشحن في 12 دقيقة.. تعرف على بطاريات الليثيوم والكبريت

على الرغم من أهميتها للتقنيات الصديقة للبيئة مثل المركبات الكهربائية، تواجه بطاريات الليثيوم أيون تحديات؛ بسبب قدرتها المحدودة على تخزين الطاقة وتكاليف الإنتاج المرتفعة.

في المقابل، ظهرت بطاريات الليثيوم والكبريت كبديل واعد، إذ توفر كثافة طاقة أعلى وتستفيد من توفر الكبريت كمادة أساسية، ما يقلل التكاليف.

تسريع الإنتاج
طور باحثون مادة كربونية مشبعة بالنيتروجين لتعزيز أداء بطاريات الليثيوم والكبريت، وتحقيق شحن أسرع وتحسين السعة والاستقرار طويل الأمد، مما يمهد الطريق لتسويقها تجاريًّا في المستقبل القريب.

ويمكن للبطاريات الجديدة تحقيق شحن سريع جدًّا، بحيث تحتاج إلى 12 دقيقة فقط واستقرار طويل الأمد مع الاحتفاظ بصحة البطارية 82٪ بعد 1000 دورة من الشحن.

ويمكن أن يؤدي هذا الاختراق إلى تسريع تسويق البطاريات واستخدامها في جميع الأجهزة المحولة.

أبرز الميزات
تعتبر بطاريات الليثيوم والكبريت أكثر كفاءة في تخزين الطاقة مقارنة بالبطاريات التقليدية، ويمكنها تخزين طاقة أكبر ضمن حجم أو وزن أقل.

كذلك تعتبر الكبريت مادة غير مكلفة ومتوفرة بكثرة مقارنة مع المواد المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون.

بالإضافة إلى ذلك، يعتبر الكبريت أكثر صداقة للبيئة مقارنة مع المواد الأخرى مثل الكوبالت أو النيكل المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون.

تخطي التحديات
تواجه البطاريات الجديدة مشكلة أخرى وهي كبريتيدات الليثيوم المنتجة أثناء عملية التفريغ. وتنتقل هذه المركبات داخل البطارية؛ مما يؤدي إلى تدهور أدائها.

ولمعالجة هذه المشكلة، عمل الباحثون على دمج الكبريت في هياكل كربونية. ومع ذلك، لم يحققوا مستويات الأداء المناسبة للتسويق.

ولحل هذه التحديات، قام الباحثون بتصنيع مادة كربونية جديدة عالية الجرافيت ومتعددة المسام. ونجحت هذه الطريقة في الحفاظ على سعة طاقة عالية حتى في ظل ظروف الشحن السريع. وتم تصنيع مادة الكربون المطورة حديثًا باستخدام طريقة الاختزال الحراري التي تنطوي على المغنيسيوم.

استخدامات متعددة
حققت البطارية سعة عالية تبلغ 705 مللي أمبير في الساعة، وهو تحسن بمقدار 1.6 ضعف عن البطاريات التقليدية المشابهة لها؛ مما جعلها مثالية للاستخدامات كافة، خاصة على الأجهزة المحمولة الصغيرة مثل الهواتف الذكية واللوحيات والكمبيوترات المحمولة.