كشف فريق بحثي في جامعة ميونيخ التقنية في ألمانيا، من خلال تقنية الأشعة السينية المركزة نانوياً، عن آلية نمو جديدة للدندريت داخل بطاريات الليثيوم المعدنية. اكتشف البحث أن الدندريت الليثيومي الذي يسبب قصر الدائرة في البطارية يمكن أن يتشكل ليس فقط عند واجهة الإلكترود، بل أيضاً داخل إلكتروليت الصلب القائم على البوليمر، مما يقدم منظوراً جديداً لنظريات البحث في البطاريات الحالية.

يشير المؤلف الأول Fabian Apfelbeck إلى: "نتائج قياساتنا تشير إلى أن نمو البلورات الشجرية يمكن أن يحدث مباشرة داخل إلكتروليت البوليمر — داخل المادة التي من المفترض أن تمنع نمو الدندريت فعلياً." أجرى الفريق تجارب في مصادم الإلكترونات الألماني DESY في هامبورغ، مستخدماً حزمة أشعة سينية بقطر 350 نانومتر فقط لمراقبة الهيكل الداخلي لإلكتروليت الصلب في الوقت الفعلي.

يقول البروفيسور Peter Müller-Buschbaum في جامعة ميونيخ التقنية: "كان يُعتقد سابقاً أن نمو الدندريت يحدث فقط عند واجهة الإلكترود والإلكتروليت. لكن في الواقع، يظهر أيضاً في أماكن بعيدة عن هذه الواجهة، مما أذهلنا." نُشرت نتائج هذا البحث في مجلة Nature Communications، مما يوفر اتجاهاً جديداً لتطوير بطاريات الليثيوم المعدنية الأكثر أماناً.

استخدم الباحثون بطارية مصغرة مصممة خصيصاً لمراقبة التغيرات المجهرية في إلكتروليت الصلب تحت ظروف العمل الفعلية. يضيف Apfelbeck: "الإلكتروليت مسؤول عن نقل أيونات الليثيوم ذهاباً وإياباً بين الإلكترودين داخل البطارية — وهذا هو السبب الأساسي في تدفق التيار." سيدفع هذا الاكتشاف تحسين تصميم مواد إلكتروليت الصلب، مما يساعد في تطوير أنظمة تخزين طاقة أعلى أداءً.