بطاريات الزنك الهوائية القابلة لإعادة الشحن مستقبل تشغيل الجيل الجديد من السيارات الكهربائية

ظهرت بطاريات الزنك الهوائية كبديل أفضل للليثيوم في دراسة حديثة أجرتها جامعة إديث كوان (ECU) حول تطوير أنظمة البطاريات المستدامة.

قاد الدكتور محمد رضوان أزهر، من وحدة التحكم الإلكترونية المشروع الذي اكتشف بطاريات الليثيوم أيون، على الرغم من كونها خيارًا شائعًا للسيارات الكهربائية في جميع أنحاء العالم، إلا أنها تواجه قيودًا تتعلق بالتكلفة والموارد المحدودة ومخاوف السلامة. نُشر العمل في مجلة EcoMat .

قال رضوان أزهر: “أصبحت بطاريات الزنك الهوائية القابلة لإعادة الشحن (ZABs) أكثر جاذبية بسبب تكلفتها المنخفضة، وملاءمتها للبيئة، وكثافة الطاقة النظرية العالية، والسلامة الكامنة فيها”.

وأضاف “مع ظهور الجيل التالي من المركبات طويلة المدى والطائرات الكهربائية في السوق، هناك حاجة متزايدة لأنظمة بطاريات أكثر أمانًا وفعالية من حيث التكلفة وعالية الأداء يمكنها تجاوز قدرات بطاريات أيونات الليثيوم . ”

بطارية الزنك – الهواء

تتكون بطارية الزنك – الهواء من قطب زنك سالب وإلكترود موجب للهواء.

كان العيب الرئيسي في ذلك هو ناتج الطاقة المحدود ، بسبب الأداء الضعيف لأقطاب الهواء وقصر العمر – حتى الآن.

مكّن اختراق ECU المهندسين من استخدام مزيج من المواد الجديدة، مثل الكربون والحديد الأرخص والمعادن القائمة على الكوبالت لإعادة تصميم بطاريات الزنك الهوائية.

قال الدكتور أزهر: “لقد كان التصميم الجديد فعالاً لدرجة أنه قلل من المقاومة الداخلية للبطاريات ، وكان جهدها قريبًا من الجهد النظري الذي نتج عنه كثافة طاقة قصوى عالية واستقرار طويل جدًا”.

وأوضح “بالإضافة إلى إحداث ثورة في صناعة تخزين الطاقة ، يساهم هذا الاختراق بشكل كبير في بناء مجتمع مستدام، وتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري ، وتخفيف الآثار البيئية.”، مضيفا “من خلال استخدام الموارد الطبيعية ، مثل الزنك من أستراليا والهواء ، فإن هذا يزيد من فعالية التكلفة والقدرة على البقاء لهذه البطاريات المبتكرة المصنوعة من الزنك والهواء في المستقبل.”

قابلة للتطبيق وموثوقة

قال الدكتور أزهر، إنه بينما تلعب الموارد المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية دورًا مهمًا في مستقبل الطاقة الخضراء، إلا أنها ليست حلولًا موثوقة تمامًا لأنها مصادر متقطعة للطاقة.

وأوضح الدكتور أزهر: “نظرًا لوفرة الزنك المتوفر في دول مثل أستراليا، ووجود الهواء في كل مكان، فقد أصبح هذا حلاً موثوقًا به وقابل للتطبيق لتخزين الطاقة”.

إن إعادة تصميم بطاريات الزنك الهوائية من وحدة التحكم الإلكترونية يجعل دولا كأستراليا أقرب إلى تحقيق أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة والأهداف التي حددتها اتفاقية باريس، 2015 للتأكيد على الحاجة إلى موارد الطاقة المستدامة للحد من تغير المناخ.