تهدف التكنولوجيا الجديدة إلى وقف حرائق بطاريات الليثيوم

قام الباحثون في جامعة ميريلاند ، الذين يدرسون كيفية فشل بطاريات الليثيوم ثم اشتعالها، بتطوير تقنية جديدة يمكن أن تسمح للجيل القادم من السيارات الكهربائية وغيرها من الأجهزة بأن تكون أقل عرضة للأعطال وحرائق البطاريات، مع زيادة تخزين الطاقة.

تعمل الطريقة المبتكرة، الموصوفة في ورقة بحثية منشورة في مجلة Nature ، على كبح نمو تشعبات الليثيوم - وهي هياكل ضارة تشبه الفروع تتطور داخل بطاريات الليثيوم "ذات الحالة الصلبة بالكامل"، مما يمنع الشركات من تسويق الحالة الصلبة الواعدة على نطاق واسع تكنولوجيا. هنا صورة مجهرية لهذه الهياكل

بينما هنا يمكنك أن ترى كيف تسبب التشعبات دوائر قصيرة في البطاريات

لكن هذا المشروع الجديد الذي يقوده أستاذ قسم الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية تشونشينج وانج يمنع تكوين التشعبات ويمكن أن يمهد الطريق لإنتاج بطاريات الحالة الصلبة للسيارات الكهربائية.

بدأ وانغ وزميل ما بعد الدكتوراه هونغلي وان في تطوير نظرية لتشكيل نمو تشعبات الليثيوم في عام 2021. ويتضمن الحل الذي توصلوا إليه وضع البطاريات في طبقات متعددة، وتثبيتها بسلسلة من الطبقات المتوسطة التي تحتوي على كميات عالية من الفلور. وهذا يسمح، من بين أمور أخرى، بتطوير بطاريات الحالة الصلبة، والتي تكون أكثر أمانًا بشكل عام من تلك التي تحتوي على إلكتروليت سائل، مثل تلك المستخدمة حاليًا.

إن حلهم فريد من نوعه لأنه يعمل على استقرار واجهات البطارية بين المنحل بالكهرباء الصلب والأنود (حيث تدخل إلكترونات الدائرة إلى البطارية) والكهارل والكاثود (حيث تخرج الطاقة من البطارية). يضيف هيكل البطارية الجديد طبقة غنية بالفلور تعمل على تثبيت جانب الكاثود، بالإضافة إلى تعديل الطبقة البينية للأنود مع المغنيسيوم والبزموت - مما يؤدي إلى قمع تغصنات الليثيوم.

تعمل ما لا يقل عن 750 ألف سيارة كهربائية مسجلة في الولايات المتحدة على بطاريات الليثيوم أيون، المشهورة بقدرتها العالية على تخزين الطاقة، ولكنها تحتوي على مكون إلكتروليت سائل قابل للاشتعال يحترق عندما يسخن أكثر من اللازم.

في حين أنه لا توجد وكالة حكومية تتعقب حرائق المركبات حسب نوع السيارة، ويبدو أن حرائق بطاريات السيارات الكهربائية نادرة نسبيًا، إلا أنها تشكل مخاطر خاصة؛ أفاد المجلس الوطني لسلامة النقل أن المستجيبين الأوائل يتعرضون لمخاطر السلامة، بما في ذلك الصدمات الكهربائية والتعرض للغازات السامة المنبعثة من البطاريات التالفة أو المحترقة.

وبهدف طرح البطاريات الجديدة في الأسواق بحلول عام 2026، تخطط شركة تصنيع البطاريات المتقدمة Solid Power لبدء اختبار التكنولوجيا الجديدة لتقييم إمكاناتها التجارية. وقال الباحثون إن الأبحاث مستمرة بهدف زيادة كثافة الطاقة.

المقال تقنية جديدة تهدف إلى وقف حرائق بطاريات الليثيوم تأتي من السيناريوهات الاقتصادية .