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:
برلماني يستعرض طلبه أمام الشيوخ حول سياسة الحكومة بشأن توفير الطاقة الكهربائية
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
ناقش مجلس الشيوخ خلال الجلسة العامة للمجلس اليوم الاثنين، برئاسة المستشار عبد الوهاب عبد الرازق، طلب مناقشة عامة مقدم من النائب محمد عزمي، عضو مجلس الشيوخ عن تنسيقية شباب الأحزاب والسياسيين، في شأن استيضاح سياسات الحكومة وخططها الاستراتيجية المتعلقة باستدامة توفير الطاقة الكهربية وتعظيم استغلال الموارد الطبيعية ودور القطاع الخاص، في ظل خطط الدولة لزيادة مساهمة الطاقة النظيفة في مزيج الطاقة لخفض الانبعاثات الكربونية وتحقيق الأمن الطاقي، والموجه إلى الدكتور محمود عصمت، وزير الكهرباء والطاقة المتجددة.
وقال النائب محمد عزمي، في كلمته خلال استعراض طلب المناقشة المقدم منه، إن الحكومة المصرية تبذل جهوداً حثيثة منذ سنوات لتأمين مصادر الطاقة وتطوير البنية التحتية لشبكة الكهرباء من منطلق أن الطاقة هى قاطرة الأنشطة الاقتصادية المختلفة وعصب التنمية، والتي دون توفرها بشكل مستدام يصبح من غير الممكن المضي قدماً في مسيرة التنمية والبناء.
وأضاف أنه من منطلق تلك الجهود عكفت الحكومة المصرية على وضع خطط تأمين الطاقة الكهربية للدولة المصرية والتي يتزايد الحاجة إليها مع تزايد الأنشطة الاقتصادية إلى جانب الزيادة السكانية الأمر الذي يتطلب تعزيز القدرات الكهربية، وتطوير البنية التحتية إلى جانب العمل على تنويع مصادر توليد الطاقة الكهربية بحيث لا يتم الاعتماد فقط على مصادر الطاقة الأحفورية الناضبة، ولكن ليتم استغلال موارد الطاقة الطبيعية المتجددة أيضاً من شمس ورياح وغيرها من الموارد التي تتمتع بها مصر بالشكل الأمثل والرشيد الذي يحقق الأمن الطاقي من جهة، ويحقق تنمية اقتصادية خضراء منخفضة الانبعاثات الكربونية من جهة أخرى، وبما يتماشى مع رؤية الدولة لتحقيق التنمية المستدامة المراعية للأبعاد الاقتصادية والاجتماعية والبينية.
وتابع "عزمي": أطلقت الحكومة المصرية استراتيجية الطاقة المتكاملة والمستدامة عام 2016 والتي تمتد حتى عام 2035 بهدف تنويع مزيج الطاقة المصري وزيادة مساهمة الطاقات المتجددة تعظيماً للموارد المصرية الطبيعية لتصل نسبة مساهمة الطاقات الجديدة والمتجددة إلى 43% من مزيج الطاقة بحلول عام 2035 إلى جانب العمل على خفض استخدام الوقود الأحفوري من (البترول والفحم) تدريجيا بحلول عام 2035 من 96% إلى 81%، وبما يحافظ على البيئة، وإنتاج الكهرباء من الطاقة النووية، حيث من المنتظر أن تبدأ أولى وحدات الطاقة النووية بمحطة الضبعة النووية العمل في بداية عام 2029 على أن يستمر دخول باقي الوحدات في عام 2030.
وأشار نائب التنسيقية، إلى أنه تأتي أهمية تنويع مزيج الطاقة المصري وزيادة مساهمة الطاقات المتجددة فيه خاصة مع التحديات والتغيرات الاقتصادية والجيوسياسية التي تشهدها على المستويين الإقليمي والعالمي والتي تلقى بتداعياتها على إمدادات وأسعار الطاقة الأحفورية بشكل خاص، الأمر الذي شهدت مصر تداعياته خلال فصل الصيف المنصرم والذي ساهم فيه أيضا زيادة التوسع في الأنشطة الاقتصادية والزيادة السكانية مما مثل ضغطاً وطلباً كبيرا على الطاقة الكهربائية.
وقال "عزمي" إنه بالنظر إلى التطورات والتداعيات المتسارعة على الساحتين الإقليمية والدولية يجعل من الضروري تسريع وتيرة التوسع في استغلال موارد الطاقة المتجددة لتحقيق الأمن الطاقي، والعمل على تحديث استراتيجية الطاقة المتكاملة والمستدامة، وهو ما أعلنته الحكومة خلال الأشهر الماضية للتخطيط للطاقة وتلبية الطلب المتزايد عليها وخاصة الكهرباء التي تمثل أحد الأذرع الأساسية في خطط التنمية وبناء الجمهورية الجديدة، الأمر الذي يستلزم أيضاً التوسع في دعم وتوطين التكنولوجيا الحديثة بالتعاون والشراكة مع القطاع الخاص.
وطالب عضو مجلس الشيوخ من الحكومة توضيح سياساتها واستراتيجية الطاقة المتكاملة والمستدامة المحدثة وجهود تنويع وتكامل مصادر توليد الطاقة الكهربائية بما يخفض من الانبعاثات الكربونية ويحقق الأمن الطاقي، مع بيان جهود دعم وتوطين التكنولوجيا الحديثة في مجال الطاقة الكهربائية ودور القطاع الخاص.