فريق من جامعة UTEP الأمريكية يصنع إلكتروليتات هلامية للبطاريات باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد

2026-07-01 13:46
المفضلة

أخبار ar.wedoany.com، طوّر فريق بحثي من جامعة تكساس في إل باسو (The University of Texas at El Paso) طريقة لتصنيع إلكتروليتات بوليمرية هلامية بأشكال متنوعة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. تتيح هذه التقنية إمكانية دمج أجهزة تخزين الطاقة مباشرة داخل الأجهزة التي تعمل بالبطاريات، متجاوزةً القيود المتعلقة بحجم البطاريات القابلة لإعادة الشحن التقليدية.

نُشرت الدراسة في دورية "هندسة الاتصالات" (Communications Engineering) التابعة لمجموعة دوريات Nature. الإلكتروليت البوليمري الهلامي مسؤول عن نقل الأيونات بين أقطاب البطارية. تتطلب الإلكتروليتات السائلة التقليدية إحكام غلقها داخل أغلفة صلبة، مما يحد من أشكال البطاريات ويشكل خطر التسرب. نجح فريق UTEP في تحضير مادة هلامية قابلة للطباعة من خلال دمج راتنج قابل للمعالجة بالضوء مع إلكتروليت سائل قائم على الليثيوم، واستخدام تقنية البلمرة الضوئية الحوضية (vat photopolymerization) لتصلب المادة طبقة تلو الأخرى.

بلغت الموصلية الأيونية للمادة المطبوعة 3.4×10⁻³ سيمنز/سم، وهي مماثلة لتلك الخاصة بالإلكتروليتات المصنعة بالطرق التقليدية، وتقترب من مستوى الإلكتروليت السائل الذي تحل محله. حددت الدراسة النسبة المثلى للمكونات عند 1:4 (راتنج إلى إلكتروليت)، والتي تحقق توازناً بين الأداء الكهروكيميائي وموثوقية الطباعة.

أكمل الفريق عملية طباعة الإلكتروليت في ظروف الهواء العادي للمختبر، مع الحفاظ على استقرار خصائص المادة. قام الباحثون بطباعة أقراص بسيطة، وشبكات مفتوحة على شكل خلية نحل، ومكعبات صلبة بطول سنتيمتر واحد، مما أظهر مرونة تشكيل البطارية في الأجهزة القابلة للارتداء، أو الأجهزة الطبية، أو مكونات الفضاء الجوي في المستقبل.

وقال الدكتور أليكسيس موريل (Alexis Maurel)، الباحث الرئيسي للدراسة وعضو هيئة التدريس في قسم علم المعادن والمواد والهندسة الطبية الحيوية بجامعة UTEP: "لسنوات، كان شكل البطارية هو الذي يحدد شكل الجهاز الذي تزوده بالطاقة. نحن نثبت الآن أنه يمكنك طباعة مكونات بطارية عالية الأداء من الإلكتروليت بأي شكل، ووضعها في أي مكان تريده تقريباً. هذا يغير آفاق ما يمكن للمصممين تخيله."

كما كشفت الدراسة عن تأثير اختيار المذيب على قابلية الطباعة وسلوك البطارية، وهي مسألة لم تحظَ بالدراسة الكافية في الأبحاث السابقة. أظهرت إحدى التركيبات استقراراً ممتازاً في الاختبارات المتكررة، مما وجه الفريق نحو الاتجاه الأكثر وعداً للبحث والتطوير.

وعلّق الدكتور كينيث مايسنر (Kenith Meissner)، عميد كلية الهندسة Miguel A. Loya، قائلاً: "يُظهر هذا البحث كيف يمكن للتصنيع المتقدم وتقنيات الطاقة أن يندمجا لخلق إمكانيات جديدة تماماً لتصميم البطاريات. من خلال تطوير طريقة قابلة للتوسع لطباعة إلكتروليتات البطاريات ثلاثية الأبعاد بأي شكل تقريباً، يساعد الدكتور موريل وزملاؤه في وضع UTEP في طليعة أبحاث الجيل التالي من تخزين الطاقة، مع تزويد طلابنا بخبرة عملية في تقنيات حيوية لمستقبل الطيران والنقل والتصنيع المتقدم."

قادت جامعة UTEP هذه الدراسة بالتعاون مع مختبرات سانديا الوطنية (Sandia National Laboratories). يخطط الفريق لتحسين التركيبات ودمج هذه الإلكتروليتات المطبوعة في خلايا بطارية كاملة. تُعد هذه الدراسة جزءاً من مجموعة مشاريع الدكتور موريل التي تركز على الطباعة ثلاثية الأبعاد للبطاريات، والتي تشمل أيضاً منحة لتطوير القوى العاملة من برنامج خبرات البحث الجامعي التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (National Science Foundation's Research Experiences for Undergraduates)، مما يوفر فرص تدريب صيفية مدفوعة الأجر ومكثفة بحثياً لطلاب من مؤسستين، ويؤسس لشراكة بين UTEP وجامعة تكساس إي آند إم (Texas A&M University).

تم تجميع هذه الأخبار القصيرة وإعادة نشرها من للمعلومات من الإنترنت العالمي والشركاء الاستراتيجيين، وهي مخصصة فقط للقراء للتواصل، إذا كان هناك أي انتهاكات أو مشاكل أخرى، فيرجى إبلاغنا في الوقت المناسب، وسنقوم بتعديلها أو حذفها. يُمنع منعًا باتًا إعادة نشر هذه المقالة دون إذن رسمي. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com

المنتجات ذات الصلة

مقياس تدفق بفوهة قياسية - Jinggong Automatic Control Instrument Complete Technology Development Company
خط إنتاج المعالجة الحرارية لشفرات الحفارات - Suzhou Hezhongju Intelligent Equipment Co., Ltd.
آلة كسح الحمولة العجلة من طراز ZWY-50 - Xiangyang Yonglitong Machinery Co., Ltd.
توربين بخاري تكثيفي مزدوج الاستخراج - Qingdao Jieneng Steam Turbine Group Co., Ltd.
مضخة الملاط الثقيلة (NZJA) - Naipu Mining Machinery Co., Ltd.
نظام التحكم عن بعد - Shandong Huaning Electric Tracing Technology Co.,Ltd.
مطحنة برجية HTM - Huate Magnet Group Co., Ltd.
رافعة قنطرية لبناء السفن - Henan Mining Crane Co., Ltd.
دعامة أرضية ذات عمودين - SU ZHOU LUNAN FASTENING SYSTEMS CO., LTD.
نظام تكميلي لمنع تسرب الملاط - Chenxing Machinery Co., Ltd.
فلنجة العدسة العمياء - Shanxi Tianbao Group Co., Ltd.
مخرطة عمودية أحادية العمود - Qiqihar Heavy CNC Equipment Co., Ltd.
قراءات ذات صلة
شركة Helicon الأمريكية تُكمل جولة تمويل بقيمة 16.5 مليون دولار لتوسيع خط إنتاج المواد المركّبة
2026-10-23
شركة Conservatory Outlet البريطانية تعتزم تحويل منشأة إلى مصنع لمعالجة منتجات الألومنيوم بمساحة 1400 متر مربع
2026-10-19
شركة MEC الأمريكية تعتزم استثمار 30 مليون دولار لتوسيع مصنعها للتصنيع المعدني والطلاء
2026-10-13
ألباني الأمريكية تحصل على عقد لتصنيع مواد مركبة من الكربون/الكربون بقيمة 21.2 مليون دولار
2026-10-06
فورونيوس النمساوية ستعرض وحدة التصنيع الإضافي WAAM في عام 2026
2026-09-24
Goodfellow تستثمر أكثر من 1.5 مليون جنيه إسترليني لتوسيع مركز التصنيع الدقيق في الولايات المتحدة
2026-09-24
بوديكوت الأمريكية تستثمر أكثر من 30 مليون دولار في أوهايو لتوسيع قدرات المعالجة الحرارية لقطاع الطيران
2026-09-23
مختبر أوك ريدج الوطني الأمريكي يطبع قالبًا مركّبًا لطائرة بوينغ بوزن يقارب طنين بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد
2026-09-23
تشغيل 12 ماكينة في ورشة تجهيز المواد والطرق الجديدة في مصنع "ماياك" بمدينة كيروف الروسية
2026-09-22
ماكلارين تستثمر 500 مليون جنيه إسترليني لتوسيع مركز ألياف الكربون المركبة في المملكة المتحدة
2026-09-21