إنجاز علمي.. "كاوست" تبتكر حلًا لإطالة عمر البطاريات المائية بأكثر من 10 أضعاف #البوابة_التقنية

حقق علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) تقدمًا علميًا بارزًا في مجال تقنيات تخزين الطاقة المستدامة، بعد أن كشفوا عن سبب جزيئي رئيسي يحدّ من قدرة البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن على أن تكون خيارًا أكثر أمانًا وأقل تكلفة لتخزين الطاقة.

فقد أظهرت نتائج الدراسة، المنشورة في المجلة العلمية (Science Advances)، كيف تؤثر المياه داخل البطارية سلبًا في عمرها وأدائها، والأهم من ذلك، وجدت الدراسة أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة، مثل: كبريتات الزنك، يمكن أن تحدّ من هذه المشكلة، وتزيد من عمر البطارية بأكثر من عشرة أضعاف.

ويفتح هذا الاكتشاف آفاقًا جديدة لتطوير بطاريات أكثر كفاءة واستدامة، مما يسهم في تعزيز حلول تخزين الطاقة المتجددة في المملكة العربية السعودية.

ما نقاط الضعف الرئيسية في عمر البطاريات المائية؟

يُعدّ المَصْعَد (الأنود) وهو مسرى كهربائي يمر خلاله تيار كهربائي ضمن جهاز كهربائي ذي أقطاب أحد العوامل الحاسمة في تحديد عمر البطارية، سواء كانت مائية أم لا، إذ تحدث فيه التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن توليد الطاقة وتخزينها، ولكن بعض التفاعلات الجانبية غير المرغوبة تؤدي إلى تدهوره، مما يقلل من عمر البطارية.

وقد أظهرت الدراسة الجديدة أن المياه الحرة أي جزيئات الماء غير المرتبطة بقوة بجزيئات أخرى تساهم في حدوث هذه التفاعلات الجانبية، إذ تسمح المياه الحرة بالتفاعل بسهولة مع المزيد من الجزيئات، مما يؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تستهلك الطاقة وتتلف المَصْعَد.

حل كبريتات الزنك:

أوضحت الدراسة أن وجود كبريتات الزنك يقلل من كمية المياه الحرة داخل البطارية، وأكد البروفيسور حسام الشريف، أستاذ ورئيس مركز كاوست للتميّز في الطاقة المتجددة وتقنيات التخزين (CREST)، وقائد الفريق البحثي في هذه الدراسة، أن النتائج تسلط الضوء على أهمية بنية المياه في كيمياء البطاريات، وهي عامل رئيسي مُتجاهل سابقًا.

كما أظهرت الدراسة أن أيونات الكبريتات تعمل بمثابة (لاصق للماء)، إذ تُثبت الروابط بين جزيئات المياه الحرة، وتغيير ديناميكيتها، مما يُقلّل من عدد التفاعلات الكيميائية الضارة التي تُضعف أداء البطارية.

قابلية التطبيق العالمي والأهمية الاقتصادية:

مع من أن الجزء الأكبر من التجارب التي أجرتها…..

لقراءة المقال بالكامل، يرجى الضغط على زر “إقرأ على الموقع الرسمي” أدناه