شركة أمريكية "إير إنيرجي" تدفع بإنتاج تجريبي لبطاريات الليثيوم-هواء الصلبة بقدرة 2000 واط/كغم

أخبار ar.wedoany.com، تسعى الشركة الناشئة الأمريكية "إير إنيرجي" (Air Energy) إلى دفع عجلة الإنتاج التجريبي لبطاريات الليثيوم-هواء الصلبة القابلة لإعادة الشحن، بهدف تزويد الطائرات الكهربائية الكبيرة بالطاقة. وقد صُممت هذه البطاريات لتطويل مدة تشغيل الطائرات بدون طيار، وفتح آفاق جديدة لمهام الأنظمة الذاتية.

تُعد بطارية الليثيوم-هواء تقنية تخزين طاقة عالية الكثافة، تستخدم الأكسجين كمكوّن رئيسي في بطارية ليثيوم قابلة لإعادة الشحن، مما يتيح تقليلاً كبيراً في الوزن وكثافة طاقة تفوق بكثير تقنيات الليثيوم-أيون التقليدية. ومع ذلك، تواجه هذه التقنية تحديات هندسية منذ فترة طويلة. وقد ساهم دعم وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) في استمرار الأبحاث ذات الصلة خلال أوائل القرن الحادي والعشرين.

في عام 2013، اكتشف مختبر أرجون الوطني (Argonne National Laboratory) التابع لوزارة الطاقة مشكلة رئيسية. وأوضح الكيميائي الكهربائي في المختبر، ديجيا (دي. جيه.) ليو (Di-Jia (D.J.) Liu)، أن جميع الدراسات المنشورة تقريباً حول بطاريات الليثيوم-هواء في ذلك الوقت كانت تركز على العمليات الكيميائية للكاثود، بينما افترضت أن الأنود قابل للعكس تماماً. وباستخدام جهاز مصدر الفوتونات المتقدم (Advanced Photon Source) في المختبر للمراقبة في الوقت الفعلي، اكتشف الفريق تكوّن هيدروكسيد الليثيوم على الأنود أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى تدهور الأداء. وكشفت هذه الدراسة عن التعقيدات التي تواجهها هذه التقنية.

في عام 2023، تعاون مختبر أرجون الوطني مع معهد إلينوي للتكنولوجيا (Illinois Institute of Technology) لإطلاق بطارية ليثيوم-هواء مخصصة لسيارات الركاب الكهربائية والطائرات الكهربائية والشاحنات طويلة المدى. تستبدل البطارية الجديدة الإلكتروليت السائل التقليدي بإلكتروليت صلب، ومن المتوقع أن تكون كثافة طاقتها أربعة أضعاف بطاريات الليثيوم-أيون النموذجية. يتكون الإلكتروليت الصلب الذي طوره الفريق من مادة سيراميكية بوليمرية مصنوعة من جسيمات نانوية لعناصر رخيصة الثمن، ويمكنه العمل في درجة حرارة الغرفة باستخدام الأكسجين الموجود في الهواء المحيط لتحقيق تفاعل رباعي الإلكترونات، دون الحاجة إلى خزانات تخزين.

في عام 2024، واصلت وزارة الطاقة تمويل مشاريع الليثيوم-هواء، وأدرجت هذا التعاون ضمن برنامج التمويل JOULES 1K، الذي يشترط على المشاريع الممولة تحقيق كثافة طاقة لا تقل عن 1000 واط/كغم و1000 واط/لتر عند نهاية العمر الافتراضي وعلى مستوى النظام. كما يركز البرنامج على تطبيقات مثل طائرات الإقلاع والهبوط العمودي الكهربائية (eVTOL) والطائرات بدون طيار والمركبات تحت الماء غير المأهولة (UUV).

بدعم من وزارة الطاقة، أتمت شركة "إير إنيرجي" (Air Energy) مؤخراً جولة تمويل أولي تجاوزت الاكتتاب فيها. قادت الجولة شركة Resolute Venture Partners، وشارك فيها كل من Illinois INVENT ومعهد إلينوي للتكنولوجيا وEvergreen Climate Innovations وLeslie Ventures, LLC بالإضافة إلى مستثمرين ملائكيين استراتيجيين. ووفقاً لشركة "إير إنيرجي"، فقد بدأت الجولة بفضل شركة Leslie Ventures، التي يقودها مارك ليزلي (Mark Leslie)، مؤسس شركة Veritas Technologies ورئيسها التنفيذي السابق، والتي بلغت قيمتها 64 مليار دولار خلال فترة رئاسته لمجلس إدارتها. سيتم استخدام حصيلة التمويل لتوظيف المزيد من المهندسين وتحسين عمليات التصنيع، بهدف دفع الإنتاج التجريبي.