تمديد عمر بطاريات الليثيوم والكبريت.. هل تهيمن على السيارات الكهربائية؟
تاريخ النشر: 4th, November 2024 GMT
مقالات مشابهة أنصار دونالد ترمب يرسمون سياسات المناخ.. سيناريو الـ3 نقاط
3 ساعات مضت
الوعي المجتمعي وتحقيق التنمية المستدامة.. حماية للموارد والبيئة (مقال)4 ساعات مضت
الديون تقطع الكهرباء في بنغلاديش.. 1600 ميغاواط عجزًا بليلة واحدة5 ساعات مضت
طاقة الرياح البحرية في المملكة المتحدة.. هل تؤدي إلى نفوق الحيتان؟ (تقرير)6 ساعات مضت
أول بئر غاز في العالم.. عمقها 8 أمتار وإنتاجها أضاء شوارع (صور)
7 ساعات مضت
حقل أورهود.. 1.3 مليار برميل احتياطيات ثاني أكبر مكمن نفطي في الجزائر8 ساعات مضت
طوّر باحثون طريقة مبتكرة لتمديد عمر بطاريات الليثيوم والكبريت، وزيادة مستويات طاقتها مقارنةً بالبطاريات المتجددة الحالية، وفق تحديثات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
إذ يعمل المهندس الميكانيكي في جامعة ساوثرن ميثوديست (SMU) دونغهاي وانغ، وفريقه البحثي، على تحسين كفاءة بطاريات الليثيوم والكبريت، التي لم تصل بعد إلى إمكاناتها بوصفها بطاريات متجددة للسيارات الكهربائية والأجهزة الأخرى.
وعالج الفريق مشكلة شائعة مع بطاريات الليثيوم والكبريت تُعرف باسم إذابة البولي سلفايد، وتحدث بمرور الوقت، وتقلل من عمر البطارية، ما قد يؤدي إلى حلول بطارية أكثر متانة.
وأكد وانغ -أيضًا- أن هذا البحث يمكنه إنتاج بطاريات أكثر متانة وطويلة الأمد.
تحديات بطاريات الليثيوم والكبريتتُعدّ بطاريات الليثيوم والكبريت مصدرًا واعدًا للطاقة المتجددة، لأنها أكثر فاعلية من حيث التكلفة، ويمكنها تخزين المزيد من الكهرباء من البطاريات القابلة لإعادة الشحن القائمة على الأيونات التقليدية.
ومع ذلك، هناك تحدٍ كبير مع هذه البطاريات، إذ واجهت الشركات المصنّعة للبطاريات صعوبات في معالجة الآثار السلبية لذوبان البولي سلفايد.
وسلّطت الدراسة -التي نشرتها مجلة نيتشر ساستنبيليتي (Nature Sustainability)- الضوء على أن شبكة البوليمر الهجينة التي طوّرها الفريق حديثًا تُمكّن بطاريات الليثيوم والكبريت من تحقيق قدرات تتجاوز 900 مللي أمبير/ساعة لكل غرام، مقارنةً بسعة 150-250 مللي أمبير/ساعة لكل غرام النموذجية الموجودة في بطاريات الليثيوم أيون.
هذا التقدم يعني أن بطاريات الليثيوم والكبريت يُمكنها تخزين المزيد من الطاقة الكهربائية بشكل ملحوظ.
بالإضافة إلى ذلك، يُظهر الكاثود الجديد استقرارًا ممتازًا للدورة، متجاوزًا أداء بطاريات الليثيوم والكبريت التقليدية، بحسب المعلومات التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، نقلًا عن منصة “إنترستينغ إنجينيرينغ” (Interesting Engineering).
يُذكر أن سعة الدورة تشير إلى عدد المرات التي يمكن فيها شحن البطارية وتفريغها قبل التعرض لانخفاض كبير في السعة، وتترجم سعة الدورة الأعلى إلى بطارية تدوم لمدة أطول.
حل مبتكر لعمر أطولتتكون جميع البطاريات من طرف موجب وطرف سالب، ويحدث تفاعل كيميائي بين هذين الطرفين، ما يؤدي إلى توليد الكهرباء.
في بطاريات الليثيوم والكبريت، يقترن قطب موجب قائم على الكبريت، والمعروف باسم الكاثود، بقطب سالب من معدن الليثيوم، يسمى الأنود، ويقع الإلكتروليت بينهما، وهو مادة تسمح للأيونات بالتحرك بين هذين القطبين.
ومع ذلك، فإن الكبريت ليس المادة المثالية للقطب، لأنه يمكن أن يؤدي إلى مشكلات مثل ذوبان البولي سلفايد التي تؤثّر في أداء البطارية.
ووفق المعلومات لدى منصة الطاقة المتخصصة، طوّر وانغ وفريقه كاثودًا شبكيًا هجينًا من البوليمر لمعالجة مشكلة ذوبان البولي سلفايد في بطاريات الليثيوم والكبريت.
عندما ترتبط أيونات الليثيوم بالكبريت عند الكاثود، فإنها تشكّل جزيئات بولي سلفايد قابلة للذوبان تنتقل إلى الإلكتروليت، ما يؤدي إلى تدهور الكاثود وتقليل قدرة البطارية على تحمُّل دورات شحن متعددة.
واختتم وانغ حديثه قائلًا: “يسمح هذا المزيج بإعادة الارتباط والامتصاص في الوقت الفعلي لأيّ نوع من الكبريت، ومن ثم القضاء بفعالية على البولي سلفايدات القابلة للذوبان وإطالة عمر دورة البطارية”.
أول مصنع ضخم لبطاريات الليثيوم والكبريتفي سياقٍ متصل، أعلنت شركة ليتن الأميركية (Lyten)، الرائدة عالميًا في مجال بطاريات الليثيوم والكبريت، خططها لاستثمار أكثر من مليار دولار لبناء أول مصنع ضخم لبطاريات الليثيوم والكبريت في العالم.
ووفق المعلومات لدى منصة الطاقة المتخصصة، سيقع المصنع بالقرب من رينو بولاية نيفادا، وسيكون قادرًا على إنتاج ما يصل إلى 10 غيغاواط ساعة من البطاريات سنويًا بكامل طاقته، ومن المقرر أن يبدأ تشغيل المرحلة الأولى من المصنع في عام 2027.
وقال المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة ليتن، دان كوك: “اليوم هو أحدث إنجاز في تاريخ ليتن الممتد لـ9 سنوات.. إن الليثيوم والكبريت يمثّلان قفزة في تكنولوجيا البطاريات، إذ يوفران كثافة طاقة عالية وبطارية خفيفة الوزن مصنوعة من مواد محلية متوفرة بكثرة وتصنيع أميركي بنسبة 100%”.
بطاريات الليثيوم والكبريت – الصورة من الموقع الرسمي لشركة “ليتن”وتتميز خلايا الليثيوم والكبريت من “ليتن” بكثافة طاقة عالية، ما يسمح بوزن أخفّ بنسبة 40% من بطاريات الليثيوم أيون، و60% من بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم.
وبحسب البيان الذي اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة، تُصنع خلايا “ليتن” بالكامل في الولايات المتحدة، وتستعمل مواد محلية متوفرة بكثرة، ما يلغي الحاجة إلى المعادن المستخرجة من المناجم، مثل النيكل والكوبالت والمنغنيز والغرافيت.
واستعمال “ليتن” للمواد المحلية منخفضة التكلفة يجعل بطارية الليثيوم والكبريت من ليتن أقل تكلفة من بطارية الليثيوم أيون على نطاق واسع.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: ساعات مضت یؤدی إلى
إقرأ أيضاً:
خالد حنفي: 500 مليار دولار حجم مشروعات إعادة الإعمار التي تستهدفها مبادرة عربية - يونانية جديدة
كشف الدكتور خالد حنفي أمين عام اتحاد الغرف العربية، خلال افتتاح أعمال المنتدى الاقتصادي العربي-اليوناني الرابع عشر، الذي عقد بعنوان: "نحو تعاون أوثق – الانشاءات والطاقة"، في أثينا – اليونان، بمشاركة وفود من 17 دولة عربية تمثل رؤساء شركات ورجال اعمال ومسؤولين، بالإضافة إلى حضور 180 رجل أعمال يوناني يمثلون رؤساء شركات ومسؤولين، إلى جانب حضور عدد من السفراء العرب المعتمدين في اليونان، بالإضافة إلى رئيس هيئة قناة السويس الفريق أسامة ربيع، عن إطلاق اتحاد الغرف العربية أربعة مبادرات للتعاون بين العالم العربي واليونان "المبادرة الأولى تقوم على بناء جسور بين العالم العربي واليونان من أجل التعاون في مجال إعادة الإعمار، حيث هناك مبالغ مرصودة تقدّر بنحو 450 إلى 500 مليار دولار للدول العربية التي تحتاج إلى إعادة إعمار".
وتابع: "أما المبادرة الثانية فتقوم على إنشاء ممر للهيدروجين الأخضر والطاقة النظيفة، من خلال التشبيك بين الشركات الموجودة في العالم العربي واليونان، وذلك عبر التنسيق والتشاور بين القطاع الخاص من كلا الجانبين ولا يسما بين اتحاد الغرف العربية والغرفة العربية اليونانية".
وتقوم المبادرة الثالثة وفق أمين عام اتحاد الغرف العربية على إنشاء مركز للذكاء الاصطناعي في الطاقة والمياه، حيث أنّ الدراسات تشير إلى أنّ الذكاء الاصطناعي يستطيع أن يساهم في خفض نسبة الانبعاثات الكربونية بنسبة 30 في المئة، وفي حال نجحنا في إدارة هذا الملف بالشكل المطلوب فإننا سنتمكّن من تحقيق النجاح المطلوب في ملف إعادة الإعمار.
أما المبادرة الرابعة والأخيرة المقترحة من جانب اتحاد الغرف العربية، بحسب الدكتور خالد حنفي، فتقوم على تحالف لوجستي وإنشاء موانئ محورية تقوم على مبدأ التعاون لا التنافس وذلك ضمن منظومة متناغمة تكون اليونان محطة محورية فيها بالشراكة مع الموانئ المحورية المتواجدة في العالم العربي، ومنها قناة السويس التي تقوم من خلال رئيس هيئة القناة الفريق أسامة ربيع بجهود جبارة وقد تجلى ذلك في الفترة الأخيرة من خلال الأزمة التي شهدها البحر الأحمر، مما ساهم في القاء ربط مصر والعالم العربي بجميع دول العالم.
وتابع: "إننا في ظل ما يواجهه العالم من تحديات اقتصادية ومناخية متزايدة، نحتاج إلى شراكة مبنية على الابتكار والمسؤولية المشتركة، تضع الإنسان والبيئة في صميم المعادلة الاقتصادية، وتُحوّل التحديات إلى فرص نمو مشتركة".
وخلال كلمة لأمين عام الاتحاد، بصفته منسّقا ومديرا لجلسة بعنوان: "الطاقة والبناء في عصر الذكاء الاصطناعي"، ضمن فعاليات المنتدى الاقتصادي العربي-اليوناني الرابع عشر"، شدد على "أننا نحن نجتمع اليوم في لحظة مفصلية، حيث تتلاقى ثلاث قوى تشكل مستقبل الاقتصاد: الطاقة والبناء والتحوّل الرقمي من خلال الذكاء الاصطناعي، ومن المتوقع أن تشهد الاستثمارات في تقنيات الذكاء الاصطناعي في الشرق الأوسط نموًا بنسبة كبيرة، حيث تأتي المنطقة في طليعة الاستفادة من هذه التقنيات، خصوصا وأنّ التبني الاستراتيجي للذكاء الاصطناعي مع تعزيز المرونة المناخية قد يضيف ما يصل إلى232 مليار دولار إلى الناتج المحلي لمنطقة الشرق الأوسط بحلول عام 2035.
وهناك شركات كبرى في قطاع الطاقة بمنطقة الشرق الأوسط بدأت فعليًا في تطبيق تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحسين الكفاءة التشغيلية، وذلك في ظل القلق المتزايد من الاستهلاك المتنامي للطاقة نتيجة للنمو السريع في مراكز البيانات، وهو ما يُلقي بظلاله على الطلب الكهربي مستقبلا".
وأضاف: "أما في قطاع البناء، فيمكن للذكاء الاصطناعي أن يعيد تشكيل تصميم المباني، التكلفة، الصيانة، وحتى استهلاك الطاقة. كما أن التحول الرقمي في البناء من خلال الذكاء الاصطناعي يفتح فرصًا للشراكة بين القطاعين العربي واليوناني، سواء في البنية التحتية أو في بناء المدن الذكية ومستدامة".
ودعا إلى أهمية الاستفادة من خبرات اليونان، وكذلك من قدرات الدول العربية، لبناء نموذج تعاون مستقبلي يُسهم في التنمية الخضراء والرقمنة.
ومن هذا المنطلق على القطاعين العام والخاص في اليونان والعالم العربي، التفكير في إطلاق مبادرات ملموسة ومشاريع تجريبية في مجالات الطاقة والبناء الذكية، بما يرفع من مستوى العلاقة القائمة بين الجانبين العربي واليوناني من إطارها التقليدي القائم على التبادل التجاري، إلى الشراكة الاستراتيجية بما يساهم في تحقيق التطلعات المشتركة.
لوكاشينكو يحذر أمريكا من تكرار سيناريو حرب فيتنام في حال تورطها مع فنزويلا