بطارية جديدة منخفضة التكلفة تحمل أربعة أضعاف طاقة بطاريات الليثيوم أيون وأرخص بكثير

يأمل فريق دولي من الباحثين، أن بطارية جديدة منخفضة التكلفة تحمل أربعة أضعاف طاقة بطاريات الليثيوم أيون، وأرخص بكثير في الإنتاج ستقلل بشكل كبير من تكلفة الانتقال إلى اقتصاد خال من الكربون.

تم تصنيع البطارية باستخدام كبريت الصوديوم – وهو نوع من الملح المصهور الذي يمكن معالجته من مياه البحر – يكلف إنتاجه أقل بكثير من الليثيوم أيون .

على الرغم من وجود بطاريات الصوديوم والكبريت (Na-S) لأكثر من نصف قرن، إلا أنها كانت بديلاً أدنى من ذلك، وكان استخدامها على نطاق واسع محدودًا، بسبب انخفاض قدرة الطاقة ودورات الحياة القصيرة.

باستخدام عملية انحلال حراري بسيطة وأقطاب كهربائية قائمة على الكربون لتحسين تفاعل الكبريت وعكس التفاعلات بين الكبريت والصوديوم، تخلصت بطارية الباحثين من سمعتها البطيئة سابقًا، حيث أظهرت قدرة فائقة وعمرًا طويلاً للغاية في الغرفة درجة الحرارة .

يقول الباحثون بكلية الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية بأستراليا، إن بطارية Na-S هي أيضًا بديل أكثر كثافة للطاقة وأقل سمية لبطاريات الليثيوم أيون، على الرغم من استخدامها على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية وتخزين الطاقة ، فإن تصنيعها وإعادة تدويرها باهظ الثمن.

تم تصميم بطارية الدكتور تشاو لونج زهاو، خصيصًا لتوفير حل عالي الأداء لأنظمة تخزين الطاقة المتجددة الكبيرة، مثل الشبكات الكهربائية، مع تقليل تكاليف التشغيل بشكل كبير.

وفقًا لمجلس الطاقة النظيفة بأستراليا، في عام 2021 ، جاء 32.5 % من الكهرباء الأسترالية من مصادر الطاقة النظيفة وتتسارع الصناعة، تخزين الطاقة المنزلية آخذ في الازدياد أيضًا، وفقًا لتقرير حديث ، تم تركيب 33000 بطارية في عام 2021.

إنجاز مهم لتطوير الطاقة المتجددة

قال الباحث الرئيسي الدكتور تشاو” بطارية الصوديوم لدينا لديها القدرة على خفض التكاليف بشكل كبير مع توفير أربعة أضعاف سعة التخزين، وهذا إنجاز مهم لتطوير الطاقة المتجددة التي تقلل التكاليف على المدى الطويل، ولديها العديد من الحواجز المالية للدخول”.

وأضاف “عندما لا تشرق الشمس ولا يهب النسيم، نحتاج إلى حلول تخزين عالية الجودة لا تكلف، ويمكن الوصول إليها بسهولة على المستوى المحلي أو الإقليمي، موضحا “نأمل أنه من خلال توفير تقنية تقلل التكاليف، يمكننا الوصول في وقت أقرب إلى أفق الطاقة النظيفة، ربما يكون من نافلة القول ولكن كلما زادت سرعة إزالة الكربون، كانت لدينا فرص أفضل للحد من ارتفاع درجة الحرارة”.

حلول التخزين التي يتم تصنيعها باستخدام موارد وفيرة مثل الصوديوم – والتي يمكن معالجتها من مياه البحر- لديها أيضًا القدرة على ضمان قدر أكبر من أمن الطاقة على نطاق أوسع والسماح لمزيد من البلدان بالانضمام إلى التحول نحو إزالة الكربون.

نُشرت الورقة في Advanced Materials وشارك فيها باحثون من جامعة سيدني، وجامعة ولونجونينج ، وجامعة تشونكينج، وجامعة أديلايد، وجامعة العلوم والتكنولوجيا بالصين، والأكاديمية الصينية للعلوم.

تم تصنيع بطاريات cion ، داخل المعمل واختبارها بنجاح في منشأة الهندسة الكيميائية بجامعة سيدني، ويخطط الباحثون الآن لتحسين خلايا الحقيبة المصنّعة حديثًا وتسويقها تجاريًا.