عام 2026: جامعة فلinders الأسترالية تطور بطارية زنك-يود قابلة لإعادة التدوير لأكثر من 60 ألف دورة

أخبار ar.wedoany.com، طوّر باحثون في جامعة فليندرز (Flinders University) بالتعاون مع شركاء صناعيين نموذجًا أوليًا لنظام تخزين الطاقة استنادًا إلى تصميم بطارية الزنك-اليود المائية (AIZB)، والتي يمكن شحنها وتفريغها أكثر من 60 ألف دورة.

صُممت هذه البطارية لتكون بديلاً عن بطاريات الليثيوم أيون واسعة النطاق، وتعتمد على بوليمر منخفض التكلفة قائم على السيكلودكسترين العضوي، يُستخدم لتخزين المواد الكيميائية الرئيسية والتحكم فيها، مما يتيح الشحن السريع مع الحفاظ على أداء مستقر. وأوضح فريق البحث أن البطارية عند شحنها بالكامل خلال 7 دقائق، يمكن أن تعمل بجهد يتراوح بين 1.3 و1.4 فولت، وبسعة 200 مللي أمبير/غرام، وتستمر لأكثر من 8000 دورة؛ أما عند إتمام الشحن في 3 دقائق فقط، فتعمل بسعة 150 مللي أمبير/غرام وتستمر لأكثر من 60 ألف دورة. يتميز السيكلودكسترين ببنية تشبه القفص، وهو مكوّن شائع في الأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل، حيث يعمل على تثبيت مركبات اليود ومنعها من التداخل مع تشغيل البطارية.

صرّح الأستاذ المشارك في الكيمياء والباحث في برنامج ماثيو فليندرز بكلية العلوم والهندسة في جامعة فليندرز، تشونغفان جيا (Zhongfan Jia)، أن اليود مادة فعالة لبطاريات قابلة لإعادة الشحن، وتمتلك قدرة على تخزين طاقة عالية نسبيًا مقارنة بوزنها، تبلغ حوالي 211 مللي أمبير/غرام. وأشار إلى أن أحد أكبر التحديات التي تواجه تقنية هذه البطارية هو منع انتقال أنواع اليود داخل البطارية إلى مناطق لا ينبغي أن تصل إليها. وأضاف: "يوفر هذا النظام نهجًا جديدًا للتخفيف من تأثير المكوك متعدد اليوديد من خلال استخدام بوليمر مشتق من مواد منخفضة التكلفة وقابلة للتحلل الحيوي، مما يجعل بطاريات الزنك-اليود المائية المستدامة وطويلة الأمد ممكنة."

تمتلك أستراليا أكبر احتياطيات الزنك في العالم، بنسبة تتراوح بين 20% و28%. ويرى فريق البحث أن هذا يمكّن بطاريات AIZB من معالجة مشكلات الندرة العالمية في الموارد وتكاليف الإمداد المرتبطة بالطلب المتزايد على بطاريات الليثيوم أيون واستهلاكها، مع استخدام مواد منخفضة التكلفة ومتاحة على نطاق واسع. وقال شانغشو جيانغ (Shangxu Jiang)، طالب الدكتوراه في قسم البوليمرات المستدامة للطاقة والبيئة بجامعة فليندرز والمؤلف الأول المشارك للورقة البحثية، إن أستراليا بوصفها واحدة من كبرى الدول المنتجة والمصدرة عالميًا، يمكنها الاعتماد على موارد الزنك هذه لتحقيق تخزين طاقة أكثر أمانًا، وهو ما له أهمية كبيرة لقطاع تصنيع الطاقة المحلي.

الورقة البحثية ذات الصلة بعنوان "حصر الأنيونات متعددة الهاليدات في بولي سيكلودكسترين لتحقيق بطاريات زنك-يود مائية طويلة الأمد" (2026)، من تأليف شانغشو جيانغ (Shangxu Jiang)، وتشيبينغ بيه (Zhipeng Pei)، ويانلين شي (Yanlin Shi)، وكاي تشانغ (Kai Zhang)، وجوستين إم تشالكر (Justin M Chalker)، وسارة جي فريزر-ميلر (Sara J Fraser-Miller)، وميشيل إل كوت (Michelle L Coote)، وتشونغفان جيا (Zhongfan Jia)، وقد نُشرت في مجلة "أنغواندته كيمي إنترناشيونال إديشن" (Angewandte Chemie International Edition).