ابتكار بطارية جديدة من الألمنيوم تعزز تخزين الطاقة المتجددة وتتفوق على التقنيات التقليدية

طور باحثون بطارية جديدة من الألمنيوم قادرة على معالجة التحديات الكبرى في تخزين الطاقة المتجددة، مما يجعلها بديلاً أكثر أمانًا واستدامة مقارنة بالتقنيات الحالية. أظهرت البطارية الجديدة أداءً استثنائيًا من حيث العمر الافتراضي، حيث احتفظت بأكثر من 99% من سعتها الأصلية بعد 10 آلاف دورة شحن وتفريغ، وفقًا لتقرير نشره موقع “إنترستينغ إنجنيرينغ”.

وأعلن فريق البحث في بيان صحفي أن بطارية الألمنيوم الصلبة تتمتع بعمر طويل بشكل غير مسبوق، حيث استمرت لمدة 10 آلاف دورة شحن وتفريغ مع فقدان أقل من 1% من سعتها الأصلية. كما تتميز هذه البطارية بميزات أمان قوية وقدرة على إعادة التدوير، مما يجعلها حلاً واعدًا لتخزين الطاقة من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وقال وي وانغ، أحد الباحثين المشاركين في الدراسة، إن “تصميم بطارية الألمنيوم الجديدة يُظهر إمكانات نظام تخزين طاقة طويل الأمد وفعال من حيث التكلفة وعالي الأمان”.

ومع زيادة الطلب على مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، أصبح من الضروري تطوير أنظمة موثوقة لتخزين الطاقة. تعتبر البطاريات الكبيرة أساسية لدمج هذه المصادر المتقطعة وضمان إمدادات طاقة ثابتة حتى في غياب الرياح أو ضوء الشمس.

في المقابل، تعاني بطاريات الليثيوم من تكاليف إنتاج مرتفعة رغم استخدامها الواسع في الإلكترونيات والمركبات الكهربائية، مما يجعلها أقل ملاءمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل. كما تشكل بطاريات الليثيوم خطرًا من ناحية الاحتراق، مما يثير مخاوف تتعلق بالسلامة في المنشآت الكبيرة.

وأشار الباحثون إلى أن البطاريات القابلة لإعادة الشحن من الألمنيوم قد تكون البديل المثالي لتخزين الطاقة الموثوق على المدى الطويل.

ومن المهم أن نلاحظ أن البطاريات التقليدية من الألمنيوم كانت تعاني من أداء ضعيف ومشاكل تتعلق بالسلامة بسبب اعتمادها على الإلكتروليتات السائلة، مثل كلوريد الألمنيوم، التي تتسبب في تآكل مكونات البطارية وحساسيتها العالية للرطوبة، مما يقلل من كفاءتها.

لكن البطارية المطورة حديثًا تعتمد على إلكتروليتات صلبة، مما يعزز استقرار البطارية ويقلل من مشاكل التآكل المرتبطة بالإلكتروليتات السائلة. وقال أحد الباحثين: “أضفنا ملح فلوريد الألمنيوم الخامل إلى الإلكتروليت الذي يحتوي على أيونات الألمنيوم، مما حوله إلى إلكتروليت صلب”.

كما استخدم الباحثون كربونات فلورو إيثيلين كمادة مضافة لتكوين طبقة رقيقة وصلبة على الأقطاب الكهربائية، مما يمنع تكون بلورات الألومنيوم التي تؤدي إلى تدهور صحة البطارية.

وأظهرت التجارب تحسنًا ملحوظًا في مقاومة البطارية للرطوبة والاستقرار الفيزيائي والحراري، حيث يمكن للبطارية تحمل الصدمات المتكررة من أجسام حادة ودرجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية.

وفيما يخص الاستدامة، أكد الفريق أن معظم فلوريد الألمنيوم يمكن استعادته عبر عملية غسل بسيطة ثم إعادة تدويره واستخدامه في بطاريات أخرى، ولكن مع أداء أقل قليلًا.