الباحثون الحكوميون يهدفون إلى بطاريات أفضل وأرخصتعمل وزارة الطاقة على توسيع شراكاتها مع مصنعي البطاريات لمساعدتهم على إعادة التصميم وخـ...

الباحثون الحكوميون يهدفون إلى بطاريات أفضل وأرخص

الباحثون الحكوميون يهدفون إلى بطاريات أفضل وأرخص

تعمل وزارة الطاقة على توسيع شراكاتها مع مصنعي البطاريات لمساعدتهم على إعادة التصميم وخفض تكاليفها المستقبلية.

تشمل الشركات Samsung Electronics Co. Ltd. و Panasonic Corp. ، وتهدف الجهود إلى مساعدة الولايات المتحدة على التنافس مع البلدان الأخرى وسط طلب عالمي متزايد على بطاريات أفضل. زادت الحاجة إليها أكثر فعالية من حيث التكلفة جنبًا إلى جنب مع التطورات في السيارات الكهربائية والطاقة المتجددة ، وكلاهما يستخدم التكنولوجيا.

ركز الكثير من أبحاث وزارة الطاقة على المواد – مثل إيجاد طرق جديدة لبناء بطاريات رخيصة يمكنها تخزين الكثير من الطاقة. يمكن أن تساعد التحركات ، التي تم تلخيصها في تقرير NREL الأسبوع الماضي ” تزويد المستقبل بالطاقة ” ، على تقليل اعتماد البطارية على المواد النادرة المستوردة عن طريق تغيير تصميمات البطاريات للحد من حاجتها إلى الكوبالت والجرافيت والنيكل.

قال مات كيسير ، رئيس مجموعة تخزين الطاقة الكهروكيميائية في NREL في إن استخدام السيليكون – وهو عنصر صلب وهش ومتبلور متوفر بكثرة في الولايات المتحدة وفي جميع أنحاء العالم – “من المرجح أن يكون الشيء الكبير الجديد التالي”. غولدن ، كولو.

نظرًا لأن السيليكون يمكن أن يخزن من أربعة إلى خمسة أضعاف الكهرباء أكثر من الجرافيت – والذي يستخدم عادة فيها – فإن هذه الخطوة ستقلل من حجم ووزن حزم البطاريات. قد يشجع ذلك على استخدامها في الطائرات الأكبر حجمًا “لأنك تريد أن تكون قادرًا على تخزين أكبر قدر ممكن من الطاقة في أصغر كتلة ممكنة” ، كما قال كيسير.

النتيجة الواعدة الأخرى هي أن حجمها فى المركبات الكهربائية سيظل كما هو ، لكن نطاقات القيادة ستزيد بنسبة 30 إلى 40 في المائة.

قال كيسير: “لم نصل إلى هناك بعد” ، مشيرًا إلى أن استخدام الليثيوم ينتج تشققات في السيليكون ، مما يقلل من مدة صلاحيته. “ثلاث إلى خمس سنوات أخرى ، وأعتقد أننا سنواجه ذلك لعق”.

جزء من هذه الثقة ، وفقًا لتقرير NREL ، يأتي من الماسحات الضوئية الجديدة القوية وأجهزة الكمبيوتر التي تساعد المهندسين على اكتشاف وتتبع التغييرات المجهرية في البطاريات التجريبية.

يأتي جزء آخر من تغييرات التصميم المعلقة التي ستسمح لصانعي البطاريات باستبدال مواد معينة في البطاريات الحالية وإعادة تدويرها – بدلاً من تمزيق البطاريات القديمة عندما تضعف سعة تخزين الطاقة لديهم.

تتطلب البطاريات تعاونًا معقدًا بين المواد لإنشاء وتخزين الكهرباء. يجب أن يكون لديهم قطب كهربي سالب يسمى القطب الموجب المعلق داخل إلكتروليت ، وهي مادة عادة ما تكون سائلة ، تنقل تيارًا كهربائيًا إلى قطب موجب ، يسمى الكاثود.

يركز فريق البطاريات في NREL على استخدام خلائط مختلفة من الليثيوم مع مواد أخرى في كل من الأنود والكاثود. في هذه العملية ، وفقًا لـ Keyser ، وجدوا طرقًا لتقليل الكوبالت والجرافيت ، وكلاهما باهظ الثمن.

قال توني بوريل ، خبير آخر في مواد NREL يعمل في فريق البطارية ، إن التقدم يأتي للتأكد من أن المكونات المختلفة داخل الخلية تعمل بشكل جيد معًا. وأشار في تقرير الفريق إلى أن السلوكيات المعاكسة لبعض المواد التي تم إدخالها حديثًا ، مثل السيليكون ، يتم تقليلها بواسطة الطلاءات الواقية.

شاهد أيضاً

اختراق في تكنولوجيا النانو: غشاء رقيق للغاية للكهرباء الفيروكهربائية لإطلاق العنان لأجهزة إلكترونية أصغر حجمًا وأكثر كفاءة

اختراق في تكنولوجيا النانو: غشاء رقيق للغاية للكهرباء الفيروكهربائية لإطلاق العنان لأجهزة إلكترونية أصغر حجمًا وأكثر كفاءة

قام باحثو جامعة ناغويا بتصنيع أنحف صفائح نانوية BaTiO 3 على الإطلاق عند 1.8 نانومتر ، متغلبين على …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *