أخبار ar.wedoany.com، عرض فريق بحثي دولي إمكانية تحقيق حركة أكثر كفاءة لأيونات الكلوريد في مواد البطاريات الصلبة، وهو إنجاز تحقق بجهود باحثين من سويسرا وكندا والولايات المتحدة، مع التركيز على أنظمة البطاريات المناسبة لتخزين الطاقة في الشبكات الكهربائية. أدخل الفريق كميات صغيرة من عناصر مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم أو السترونتيوم في مادة أوكسي كلوريد اللانثانم (lanthanum oxychloride)، وكان الكالسيوم الأكثر فعالية، حيث أدى إلى زيادة سرعة حركة أيونات الكلوريد بمقدار يصل إلى 10,000 ضعف. نُشر هذا الاكتشاف في مجلة "ACS Applied Energy Materials".
تُعد الكلوريدات الموجودة في مياه البحر من بين أكثر المواد الخام الكيميائية وفرة على وجه الأرض، وقد جذبت هذه الوفرة اهتمام الباحثين في مجال البطاريات. لا تزال بطاريات الليثيوم أيون هي التقنية السائدة، لكن تخزين الطاقة على مستوى الشبكات الكهربائية يولي أهمية أكبر لتوفر المواد، والتكلفة، والسلامة، وضمان الإمداد، وعمر التشغيل، بدلاً من الحجم الصغير وكثافة الطاقة. وفقًا لبيانات الموارد الطبيعية الكندية (Natural Resources Canada)، تضاعف إنتاج الليثيوم العالمي بأكثر من الضعف خلال السنوات الخمس الماضية، وتمثل كندا 4.4% من الإمدادات العالمية المعروفة، مما يجعل تركز الاحتياطيات يشكل خطرًا على التخطيط طويل الأجل لمشاريع التخزين واسعة النطاق.
كان التحدي الرئيسي لبطاريات الكلوريد يتمثل دائمًا في حركة الأيونات داخل المواد الصلبة. تعاون البروفيسور Sarbajit Banerjee من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zürich) ومدير مختبر علوم البطاريات في معهد بول شيرر السويسري (Paul Scherrer Institute) مع طالب الدكتوراه Jingxiang Cheng لتعديل مادة صلبة قادرة على توصيل أيونات الكلوريد. أدخل الفريق كميات صغيرة من الكالسيوم أو المغنيسيوم أو السترونتيوم في البنية الذرية لأوكسي كلوريد اللانثانم، وكان الكالسيوم الأكثر فعالية، حيث زاد سرعة حركة أيونات الكلوريد بمقدار يصل إلى 10,000 ضعف. أصبحت المادة المعدلة أكثر مرونة على المستوى الذري، مما حسن مسارات نقل الأيونات. استخدم مصدر الضوء الكندي (Canadian Light Source) أشعة سينية فائقة السطوع على خط الشعاع VLS-PGM لشرح التغيرات في البنية الداخلية للمادة.
لا يزال هذا البحث في مراحله المبكرة، وتحتاج بطاريات الكلوريد الصلبة إلى قدر كبير من التطوير قبل اختبارها في مشاريع الشبكات الكهربائية. مع تزايد حجم طاقة الرياح والطاقة الشمسية، تحتاج الشبكات الكهربائية إلى تقنيات تخزين ذات فترات زمنية مختلفة وهياكل تكلفة وسلاسل توريد متنوعة. يقول الباحثون إن بطاريات الكلوريد قد لا تكون حلاً قريب المدى، لكنها قد تكون جزءًا من تحول أوسع نحو بناء أنظمة تخزين الطاقة من مواد أكثر وفرة.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
