نجح باحثون صينيون في تطوير بطارية مائية جديدة غير سامة. قد تمثل نقلة كبيرة في عالم تخزين الطاقة. بفضل قدرتها على العمل لفترات طويلة للغاية مع مستويات أمان واستدامة أعلى مقارنة بالبطاريات التقليدية.
وتتميز البطارية الجديدة بإمكانية التخلص منها بأمان دون أضرار بيئية كبيرة. ما يجعلها بديًلا واعدًا لبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة حاليًا في العديد من الأجهزة وأنظمة تخزين الطاقة.
واعتمد الباحثون في تطوير البطارية على بوليمرات عضوية تساهمية مصنّعة تعرف باسم COPs. وهي مواد عضوية قوية تتكون من عناصر مثل الكربون والنيتروجين، وتحتوي على بنية دقيقة مليئة بالمسامات تساعد في تحسين حركة الأيونات داخل البطارية.
بنية تشبه “خلية النحل”
ووفقًا للدراسة المنشورة في Nature Communications، توصل الفريق إلى مركب كيميائي يتمتع بقدرة عالية على جذب الأيونات الموجبة. إضافة إلى امتلاكه بنية مستقرة تشبه خلية النحل؛ ما يمنحه قدرة أكبر على التحمل والعمل لفترات طويلة.
كما استخدم الباحثون محلولًا إلكتروليتيًا متعادل الحموضة بدرجة 7.0. الأمر الذي ساهم في تحسين كفاءة نقل الأيونات داخل البطارية دون التأثير في استقرارها.
عمر افتراضي يصل إلى 300 عام
وأظهرت نتائج الدراسة أن البطارية تستطيع تحمل نحو 120 ألف دورة شحن وتفريغ. وهو رقم يفوق بأكثر من عشرة أضعاف العمر الافتراضي لبطاريات الليثيوم أيون الحالية المستخدمة في أنظمة تخزين الطاقة.
وأشار الباحثون إلى أنه في حال استخدام البطارية بمعدل دورة شحن واحدة يوميًا. فقد يصل عمرها النظري إلى نحو 300 عام قبل الحاجة إلى استبدالها.
تحديات قائمة رغم المزايا
ورغم المزايا الكبيرة التي تقدمها البطاريات المائية. فإنها لا تزال أقل قدرة على تخزين الطاقة مقارنة ببطاريات الليثيوم أو الصوديوم. كما قد تواجه بعض أنواعها مشكلات تتعلق بالتآكل أو تحلل الإلكتروليت بمرور الوقت.
ويأمل الباحثون أن تسهم التقنية الجديدة في تطوير بطاريات أكثر أمانًا وكفاءة. يمكن استخدامها مستقبلًا في الشبكات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة الضخمة.