لتلبية الطلب العالمي المتزايد على السيارات الكهربائية، نحتاج إلى بطاريات جديدة ومحسنة، أحد المرشحين الواعدين هو بطاريات كبريت الليثيوم ذات الحالة الصلبة بالكامل، ويمكنها تخزين ما يقرب من 10 أضعاف كمية الطاقة التي تخزنها بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، وفقًا للباحث جوستين كيم.
ويستخدم هذا النوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن الكبريت، وهي مادة ميسورة التكلفة ومتوفرة بسهولة وأكثر صداقة للبيئة، كما أنها أكثر أمانًا بشكل كبير، وفقًا لكيم، وهذا يعني أن شراء سيارتك الكهربائية قد يكون أقل تكلفة، والقيادة لمسافات أطول بشحنة واحدة، وتكون رحلة أكثر أمانًا لعائلتك.
طويلة الأمد عالية الكثافة من الطاقة
وقال كيم، في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس الذي درس بطاريات كبريت الليثيوم خلال درجة الماجستير في جامعة ويسترن: “إن الفهم الأساسي لهذا النوع من البطاريات محدود للغاية في الوقت الحالي لأنها تقنية ناشئة “، مضيفا “لذا، لا يُعرف الكثير عن آلية تشغيلها وأنماط فشلها، وهذه المعلومات مهمة حقًا لتصميم بطاريات طويلة الأمد وعالية الكثافة من الطاقة.”
استخدم كيم وزملاؤه في جامعة ويسترن مصدر الضوء الكندي (CLS) في جامعة ساسكاتشوان لتحليل ما يحدث داخل هذه البطاريات عند استخدامها.
وحددوا أنواع الكبريت التي تتشكل في البطارية أثناء تشغيلها وكيف يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل الأداء أو التسبب في فشل البطاريات، ونشرت النتائج التي توصلوا إليها في مجلة Nature Communications .
https://www.youtube.com/watch?v=Bq9TyegUqd0
وقال كيم: “إن البحث الذي تمكنا من القيام به في CLS مكننا من فهم كيفية عمل هذه البطاريات بشكل أفضل”، “بفضل هذه الأفكار الجديدة، تمكنا من تشكيل مبادئ تصميم جديدة يمكنها تحسين أداء البطارية، بما في ذلك عمر البطارية ومقدار الطاقة التي يمكنها تخزينها.”
واعدة للاستخدام في السيارات الكهربائية
ويأمل الفريق أن يتمكنوا من تسريع تنفيذ هذه التكنولوجيا الجديدة في الاستخدام اليومي خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة.
وقال: “هذه البطاريات مرشحة واعدة حقًا للاستخدام في السيارات الكهربائية والكثير من التقنيات الناشئة الجديدة، مثل الطيران الكهربائي”.
كان كيم مستوحى وقال: “لقد وجدت أنه من الرائع حقًا أنه يمكنك استخدام الكبريت كمادة في البطارية”، إنه متحمس لإمكانات هذه المادة المتوفرة بكثرة في كندا وخارجها، مضيفا “أنا شغوف بهذا المجال لأنني أعتقد أنه يمكن أن يساهم في التخفيف من آثار تغير المناخ ويساعد أيضًا في انتقال المجتمع نحو التنقل الكهربائي وبعض تطبيقات الجيل التالي للكهرباء.
