جنرال لواء

الباحثون يبتكرون بطارية مدعومة بالبروتون


طور المهندسون الأستراليون أول بطارية بروتون عاملة قابلة لإعادة الشحن في العالم ، حيث اتخذوا العديد من الخطوات العملاقة نحو بطاريات أرخص وأكثر أمانًا وصديقة للبيئة.

إذا تم توسيع نطاق بطاريات البروتون ، فإن لديها القدرة على التنافس مع بطارية ليثيوم أيون في كل مكان ، وفقًا لأستاذ RMIT جون أندروز.

قال أندروز في بيان صحفي: "إن تقدمنا ​​الأخير هو خطوة حاسمة نحو بطاريات بروتون رخيصة ومستدامة يمكن أن تساعد في تلبية احتياجاتنا المستقبلية من الطاقة دون الإضرار ببيئتنا الهشة بالفعل".

تعد بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الاستخدام مثل تلك الموجودة في جميع الهواتف الذكية تقريبًا بمثابة تحسين للأشكال القديمة من البطاريات. ومع ذلك ، بطبيعتها ، بطاريات الليثيوم أيون خطيرة. شهدت نهاية عام 2016 وبداية عام 2017 صعوبة في مواجهة سامسونج لانفجار البطاريات في عدد قليل من هواتفها الذكية الأكثر شهرة. هذا لأنه إذا تم اختراق الفاصل الذي يمنع حدوث ماس كهربائي ، فإن اقتراب الأقطاب الكهربائية من بعضها البعض يمكن أن يؤدي بسرعة إلى ارتفاع درجة الحرارة.

سوف يزيل تصميم RMIT هذا الخطر إلى حد كبير. حاليًا ، يستخدم النموذج الأولي قطب كربون لتخزين الهيدروجين وخلايا الوقود العكسية لإنتاج الكهرباء. قال أندروز إن مزيجًا من قطب الكربون والبروتون هو الذي يمنح هذه البطارية الجديدة دفعة طفيفة فوق نظيراتها من الليثيوم أيون

وأشار إلى أنه "في الوقت الذي يتحرك فيه العالم نحو طاقة متجددة متغيرة بطبيعتها لتقليل انبعاثات الاحتباس الحراري ومعالجة تغير المناخ ، فإن متطلبات تخزين الطاقة الكهربائية ستكون هائلة". "تعد بطارية البروتون واحدة من بين العديد من المساهمين المحتملين في تلبية هذا الطلب الهائل على تخزين الطاقة. إن تزويد البطاريات بالبروتونات بالطاقة لديه القدرة على أن يكون أكثر اقتصادا من استخدام أيونات الليثيوم ، والتي يتم تصنيعها من مصادر مرعبة."

إليك كيفية عمل البطارية. يرتبط الكربون الموجود في القطب الكهربائي بالبروتونات الموجودة عندما ينفصل الماء عن طريق إلكترونات مزود الطاقة. تمر تلك البروتونات عبر خلية الوقود القابلة للانعكاس مرة أخرى لتكوين الماء حيث يختلط بالأكسجين ثم يولد الطاقة.

وفقًا للفريق ، فإن عملية تحويل الطاقة وتخزينها بأكملها خالية من الانبعاثات.

"الكربون ، وهو المورد الأساسي المستخدم في بطارية البروتون لدينا ، وفير ورخيص مقارنة بكل من سبائك تخزين الهيدروجين المعدنية ، والليثيوم اللازم لبطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن."

أفاد الباحثون أن أقصى جهد للخلية كان 1.2 فولت ، وبالتالي فإن النظام نفسه بعيد عن التحسين. ومع ذلك ، فإن الطاقة لكل وحدة كتلة قابلة للمقارنة بالفعل مع بطاريات الليثيوم أيون الأخرى الموجودة حاليًا في السوق وفي الهواتف. تمنح العملية أيضًا بطارية البروتون هذه كفاءة أعلى بكثير من أنظمة الهيدروجين الأخرى. لاحظ الباحثون أنهم قضوا بشكل فعال على فقدان الطاقة المرتبط بتكنولوجيا بطاريات الهيدروجين الحالية.

يتطلع الفريق إلى توسيع نطاق أبحاثهم ، وتحسين أداء البطارية ، والاستفادة من المواد القوية مثل الجرافين من أجل زيادة استخدام بطارية البروتون هذه إلى أقصى إمكاناتها.

قال أندروز: "سيركز العمل المستقبلي الآن على زيادة تحسين الأداء وكثافة الطاقة من خلال استخدام المواد الكربونية ذات الطبقات الرقيقة مثل الجرافين ، مع هدف وجود بطارية بروتون قادرة على المنافسة حقًا مع بطاريات أيونات الليثيوم". .


شاهد الفيديو: اسهل طريقة لشحن بطاريات الليثيوم Simple way to charge the lithium ion battery (كانون الثاني 2022).