أخبار ar.wedoany.com، طور فريق بحثي من جامعة تسينغهوا (Tsinghua University) الصينية بطارية ليثيوم أيون مصغرة تعتمد على مواد سيراميكية، قادرة على تحمل درجات الحرارة القصوى، مما يوفر حلاً أكثر أماناً لتزويد أجهزة الاستشعار الذكية ومعدات الطيران والفضاء والتطبيقات العسكرية بالطاقة.
وعلى عكس بطاريات الليثيوم أيون التقليدية التي تستخدم إلكتروليتات سائلة قابلة للاشتعال، تعمل هذه البطارية الصلبة القابلة لإعادة الشحن بثبات عند درجة حرارة 150 درجة مئوية، وتتحمل حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية لفترات قصيرة دون تدهور في الأداء. ففي بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، قد يؤدي التعرض لدرجات حرارة عالية أو التلف المادي (مثل الثقب) إلى اشتعال أو انفجار الإلكتروليت المتطاير، مما يحد من استخدامها في التطبيقات الحيوية مثل أنظمة إنذار الحرائق، وأجهزة استشعار إنترنت الأشياء الصناعية، ومعدات الطيران والفضاء، والدفاع العسكري. وأشار فريق البحث، في ورقة علمية نُشرت في 5 يونيو في مجلة "Matter" المحكّمة، إلى أن البطارية السيراميكية بالكامل تتميز بصغر حجمها وكثافة طاقتها العالية، وقدرتها على العمل بثبات في نطاق واسع من درجات الحرارة دون الحاجة إلى ضغط خارجي، مما يوفر حلاً آمناً وقوياً ميكانيكياً لتزويد الأجهزة الإلكترونية المصغرة بالطاقة.
تعتمد بطاريات الليثيوم أيون بشكل عام على إلكتروليت سائل كوسيط لحركة أيونات الليثيوم. ومع انتشار الأجهزة المصغرة مثل أجهزة الاستشعار الذكية والإلكترونيات القابلة للارتداء، يتزايد الطلب في السوق على مصادر طاقة مدمجة وآمنة وعالية الكثافة وقادرة على العمل في البيئات القاسية. وتُعد بطاريات الليثيوم الصلبة محوراً للبحث العلمي نظراً لسلامتها الفائقة وعدم قابليتها للاشتعال، حيث تستخدم وسيطاً صلباً لنقل الشحنات. وتعتبر البطاريات الصلبة السيراميكية بالكامل أحد الخيارات الواعدة للأجهزة المصغرة، لكن الفريق البحثي أشار إلى أن تصنيع إلكتروليتات صلبة سيراميكية أرق يتطلب موازنة بين السُمك والقوة الميكانيكية، حيث أن ترسيب المواد السيراميكية طبقة تلو الأخرى قد يضر بسلامتها.
ولمعالجة هذه المشكلة، اقترح الفريق نموذجاً جديداً لبطارية ليثيوم أيون مصغرة متعددة الطبقات خالية من الأنود ومصنوعة بالكامل من السيراميك، مع تقنية تعزز التلامس بين الطبقات لتحسين الأداء. تتيح هذه العملية تصنيع بطاريات قابلة للتكديس وذات أحجام يسهل تكييفها مع مختلف التطبيقات، وتظهر أداءً وثباتاً جيدين في نطاق واسع من درجات الحرارة يتراوح بين 0 و150 درجة مئوية. وأظهرت التجارب أن البطارية قادرة على العمل بشكل طبيعي حتى بعد تعرضها لصدمة حرارية عند 300 درجة مئوية لمدة 20 ثانية.
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
