طور باحثون بطارية جديدة من الألمنيوم يمكنها معالجة التحديات الحرجة في تخزين الطاقة المتجددة، فهي تُعد بديلا أكثر أمانا واستدامة من البطاريات الأخرى، كما أنها أكثر فعالية من التقنيات الحالية، فقد أظهرت بطارية الألمنيوم الجديدة طول عمر استثنائيا خلال الاختبارات، فقد احتفظت بأكثر من 99% من سعتها الأصلية حتى بعد 10 آلاف دورة شحن وتفريغ. وفقا لموقع “إنترستينغ إنجنيرينغ”.
وذكر فريق البحث -في بيان صحفي- أن بطارية الألمنيوم الصلبة تتمتع بعمر طويل بشكل استثنائي، إذ استمرت 10 آلاف دورة شحن وتفريغ مع فقدان أقل من 1% من سعتها الأصلية، غير ميزات الأمان القوية وقابليتها لإعادة التدوير، مما يجعلها حلا واعدا لتخزين الطاقة من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
وقال وي وانغ أحد المشاركين في الدراسة إن “تصميم بطارية الألمنيوم الجديدة يُظهر إمكانات نظام تخزين طاقة طويل الأمد وفعال من حيث التكلفة وعالي الأمان”.
ومع تزايد الطلب على مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، أصبح من الضروري تطوير أنظمة موثوقة لتخزين الطاقة، وتُعد البطاريات الكبيرة ضرورية لدمج هذه المصادر المتقطعة لضمان إمدادات طاقة ثابتة حتى في حالة عدم توفر ضوء الشمس أو الرياح.
وفي المقابل، تُعد بطاريات الليثيوم مكلفة في الإنتاج رغم استخدامها الواسع في الإلكترونيات والمركبات الكهربائية، مما يجعلها أقل ملاءمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل، علاوة على ذلك يمكن أن تشكل خطرا من ناحية الاحتراق مما يثير مخاوف تتعلق بالسلامة، خاصة في المنشآت الكبيرة.
وأكد الباحثون أن البدائل المحتملة لأنظمة تخزين الطاقة الموثوقة الطويلة الأمد تشمل بطاريات الألومنيوم القابلة لإعادة الشحن.
ومن الجدير بالذكر أن بطاريات الألمنيوم التقليدية تُعرف بأدائها الضعيف بالإضافة إلى مشاكل تتعلق بالسلامة بسبب اعتمادها على الإلكتروليتات السائلة والتي تتكون عادة من كلوريد الألمنيوم، وتُعرف هذه الإلكتروليتات بأنها تسبب تآكلا لمكونات البطارية كما أنها حساسة جدا للرطوبة مما يتسبب في انخفاض أداء البطارية غير المخاطر المحتملة الأخرى.
ولكن بطارية الألمنيوم المطورة حديثا قادرة على تخطي هذه العقبات، لأنها تعتمد على إلكتروليتات صلبة مما يعزز استقرار البطارية ويخفف من مشاكل التآكل المرتبطة بالإلكتروليتات السائلة.
وقال أحد الباحثين: “أضفنا ملح فلوريد الألمنيوم الخامل إلى إلكتروليت يحتوي على أيونات الألمنيوم، مما حوله إلى إلكتروليت صلب”.
وعندما قرر الباحثون بناء بطارية الألمنيوم استخدموا كربونات فلورو إيثيلين كمادة مضافة لتكوين طبقة رقيقة وصلبة على الأقطاب الكهربائية حتى لا تتكون بلورات الألومنيوم التي تؤدي إلى تدهور صحة البطارية، حسب “إنترستينغ إنجنيرينغ”.
ومن جهة أخرى، أكد الباحثون أن مقاومة البطارية للرطوبة والاستقرار الفيزيائي والحراري تحسنت حسب تجاربهم، وأن البطارية قادرة على تحمل لكمات متكررة من جسم حاد ودرجة حرارة تصل إلى 200 درجة.
وذكر فريق البحث أن معظم فلوريد الألمنيوم يمكن استعادته بعملية غسل بسيطة ثم إعادة تدويره ووضعه في بطاريات أخرى ولكن مع أداء أقل قليلا.