نتائج تطوير بطارية جديدة تعيد تشكيل مدى السيارات الكهربائية وتأثيرها اليوم

بطاريات ليثيوم معدنية بخفة وزن وكثافة طاقة تفوق بطاريات تيسلا الحالية تمثل قفزة نوعية في مجال تخزين الطاقة، بعدما تمكن علماء جامعة تيانجين الصينية من تطوير تقنية جديدة تسمح بتخزين أكثر من 600 واط/ساعة لكل كيلوغرام، متجاوزة بذلك بطاريات تيسلا التي تبلغ كثافة طاقتها حوالي 300 واط/ساعة لكل كيلوغرام، مع تأثير واسع على السيارات الكهربائية والطائرات بدون طيار، مما يفتح آفاقاً جديدة في كفاءة وأداء هذه الأجهزة الكهربائية الحديثة.

بطاريات ليثيوم معدنية ذات كثافة طاقة عالية تفوق بطاريات تيسلا

نجح فريق بحثي في جامعة تيانجين في ابتكار بطارية ليثيوم معدنية ذات كثافة طاقة تصل إلى 604.2 واط/ساعة لكل كيلوغرام، أي أكثر من ضعف قدرة بطاريات تيسلا، وذلك ضمن دراسة نشرت في مجلة نيتشر العلمية المرموقة. هذا الإنجاز العلمي لا يمثل تحسناً بسيطاً بل ثورة في تقنية تخزين الطاقة، إذ إن كثافة الطاقة هذه تتجاوز حتى أهداف مبادرة “صنع في الصين 2025” التي استهدفت 400 واط/ساعة لكل كيلوغرام لبطاريات السيارات الكهربائية. بطاريات ليثيوم معدنية هذه تقدم حلاً لتحديات كبيرة في عالم المركبات الكهربائية، حيث تقلل الوزن وتزيد من مدى السير، مما يقلل القلق من نفاد الشحن أثناء الرحلات، ويعزز من فعالية وكفاءة السيارات الكهربائية بشكل عام.

تطور الإلكتروليتات لتحسين أداء بطاريات ليثيوم معدنية تفوق بطاريات تيسلا

رغم الخصائص النظرية المتفوقة لبطاريات ليثيوم معدنية، إلا أن التطبيق العملي كان يواجه عقبات متمثلة في عدم استقرار أيونات الليثيوم أثناء عمليات الشحن والتفريغ، مما يؤثر على أداء البطارية ويقلل من عمرها، بالإضافة إلى مخاطر السلامة. تجاوز باحثو جامعة تيانجين هذه المشاكل من خلال إعادة تصميم الإلكتروليتات التقليدية، التي تعتمد على هياكل إذابة منظمة تحد من حركة أيونات الليثيوم بحرية، مما يبطئ الأداء. تم تطوير إلكتروليت “غير موضعي” ببيئة أكثر تنظيماً وانسيابية لحركة الأيونات، ما سمح بنقل أيوني أفضل واستقرار أكبر. ونتيجة لهذا التطوير، حافظت البطارية على ثبات دورة شحن وتفريغ يتجاوز 100 دورة مع كثافة طاقة غير مسبوقة تبلغ 604.2 واط/ساعة لكل كيلوغرام، ما يجعل بطاريات ليثيوم معدنية تفوق بطاريات تيسلا من حيث الأداء والموثوقية.

تأثير بطاريات ليثيوم معدنية تفوق بطاريات تيسلا على السيارات الكهربائية والطائرات بدون طيار

لا يقتصر تأثير بطاريات ليثيوم معدنية ذات الكثافة العالية على السيارات الكهربائية فحسب، بل يمتد أيضًا إلى تطبيقات الطائرات بدون طيار، حيث يوفر التخزين المكثف للطاقة رحلات أطول وفترة تشغيل مطولة، مما يفتح أبواباً واسعة للاستخدام التجاري والترفيهي لهذه الطائرات. أشار الباحثون إلى نشر هذه التقنية حديثاً لاستخدامها في تصنيع بطاريات الطائرات بدون طيار عالية الطاقة. هذا التطور سينعكس إيجاباً على قطاعات رئيسية مثل الخدمات اللوجستية والزراعة والمراقبة، حيث تشكل قدرة تحمّل البطاريات عائقاً أمام توسع استخدام الطائرات بدون طيار. بالرغم من الآمال التكنولوجية العالية، إلا أن نشر بطاريات ليثيوم معدنية تفوق بطاريات تيسلا بشكل واسع يواجه تحديات، منها ضرورة توسيع الإنتاج مع ضمان جودة عالية واستقرار الأداء، نظراً لحساسية هذه البطاريات تجاه عيوب التصنيع مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية.

• كثافة طاقة بطاريات الليثيوم المعدنية تفوق 600 واط/ساعة لكل كيلوغرام
• أداء ثابت لأكثر من 100 دورة شحن وتفريغ
• تصميم إلكتروليت غير موضعي يسمح بنقل أيوني أفضل
• تأثير مباشر على كفاءة السيارات الكهربائية والطائرات بدون طيار
• تحديات في التوسع والإنتاج بسبب حساسية التصنيع