ثورة في عالم الطيران .. بطارية صينية خارقة تهدد عصر الطائرات النفاثة
كشفت شركة صينية عن ابتكار ثوري في تكنولوجيا بطاريات الليثيوم المعدنية، يُتوقع أن تحدث تحولاً جذرياً في قطاعي السيارات الكهربائية والطائرات.
أعلنت شركة 'CATL' الصينية عن تطوير بطارية جديدة تتمتع بكثافة طاقة غير مسبوقة وعمر تشغيلي طويل، ما يجعلها مرشحة بقوة لتكون قلب الثورة القادمة في عالم النقل الكهربائي، وخصوصاً الطيران، بحسب ما ذكره موقع 'sustainability-times'.
يعتمد الابتكار الجديد على تقنيات متقدمة لرسم خرائط كمية دقيقة داخل البطارية، ما مكّن الباحثين من تحسين استراتيجيات الإلكتروليت، وتحقيق توازن مثالي بين كثافة الطاقة وطول دورة حياة البطارية. هذا الإنجاز يضع حداً لتحد طالما أعاق تطور البطاريات: كيف نحصل على بطارية قوية تدوم طويلاً دون التضحية بالأداء؟
تُعد البطاريات المعدنية من الليثيوم الجيل القادم من أنظمة تخزين الطاقة، بفضل قدرتها العالية على تخزين الطاقة. لكن التحدي كان دائماً في قصر عمرها التشغيلي. الآن، ومع هذا التطور، بات بالإمكان استخدامها في تطبيقات تتطلب طاقة عالية مثل السيارات الكهربائية بعيدة المدى والطائرات الكهربائية.
وقد نجح فريق 'CATL' في تجاوز العقبات التقليدية عبر تحليل دقيق لأسباب فشل البطاريات، ليكتشف أن السبب الرئيسي لا يكمن في تحلل المذيب أو تراكم الليثيوم الميت، بل في الاستهلاك المستمر لملح الإلكتروليت 'LiFSI'.
تطوير نموذج أولي لبطارية تدوم حتى 483 دورة شحن، كان أحد أبرز نتائج هذا البحث، ما يعادل ضعف ما كانت عليه سابقاً، دون التأثير على كفاءتها. وتم تحقيق ذلك من خلال تعديل تركيبة الإلكتروليت بإضافة مادة مخففة منخفضة الوزن الجزيئي، ما حسّن من توصيل الأيونات وخفّض اللزوجة، دون زيادة الكتلة الكلية.
نُشر البحث في مجلة 'Nature Nanotechnology'، وأكد أن استهلاك ملح 'LiFSI' هو العامل الحاسم في عمر البطارية. وأوضح 'أويانغ تشويينغ'، الرئيس المشارك للبحث والتطوير في 'CATL'، أن هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام بطاريات طويلة العمر، وهو ما تحتاجه الصناعات الحديثة بشدة.
مع إمكانية دمج هذه البطاريات في تصميمات تتجاوز كثافة طاقة 500 واط/كغ، فإننا أمام تحول قد يغير قواعد اللعبة في عالم الطيران. ويبقى السؤال هل نشهد قريباً طائرات كهربائية تحلّق لمسافات طويلة دون قطرة وقود؟ وهل تكون هذه البطارية الصينية بداية النهاية لعصر الطائرات النفاثة؟ مقالات ذات صلة
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
صحيفة عاجل
منذ يوم واحد
- صحيفة عاجل
«كاوست» تبتكر حلاً بسيطًا يطيل عمر البطاريات المائية بأكثر من 10 أضعاف
كشف علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن سبب جزيئي رئيسي يحدّ من قدرة البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن على أن تكون خيارًا أكثر أمانًا وأقل تكلفة لتخزين الطاقة المستدامة. وأظهرت نتائج الدراسة، المنشورة في المجلة العلمية Science Advances، كيف تؤثر المياه داخل البطارية سلبًا على عمرها وأدائها، وكيف أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة – مثل كبريتات الزنك – يمكن أن تحدّ من هذه المشكلة وتزيد عمر البطارية بأكثر من 10 أضعاف. وأكّدت الدراسة "أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة؛ مثل كبريتات الزنك، يمكن أن تحل هذه المشكلة كما أنها تزيد من عمر البطارية بأكثر من 10 أضعاف عمرها الافتراضي، ويُعدّ المَصْعَد "الأنود"، مسرى كهربائي يمر خلاله التيار ضمن جهاز كهربائي ذي أقطاب، كأحد العوامل الحاسمة في تحديد عمر البطارية، سواء كانت مائية أم لا، إذ تحدث فيه التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن توليد وتخزين الطاقة. وخلُصت نتائج الدراسة إلى أن بعض التفاعلات الجانبية غير المرغوبة تؤدي إلى تدهوره، ما يقلل من عمر البطارية، حيث إن المياه الحرة -أي جزيئات الماء غير المرتبطة بقوة بجزيئات أخرى- تسهم في حدوث هذه التفاعلات الجانبية، بينما يقلل وجود كبريتات الزنك من كمية المياه الحرة داخل البطارية. وأوضح رئيس مركز "كاوست" للتميّز في الطاقة المتجددة وتقنيات التخزين "CREST" قائد الفريق البحثي الدكتور حسام الشريف، أن نتائج الدراسة سلطت الضوء على أهمية بنية المياه في كيمياء البطاريات، وهي عامل رئيسي تم تجاهله في السابق؛ كونها تسمح بالتفاعل بسهولة مع المزيد من الجزيئات، ما يؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تستهلك الطاقة وتتلف المَصْعَد، مشيرًا إلى أن الدراسة بينت أن أيونات الكبريتات تعمل بمثابة "لاصق للماء" يثبت الروابط بين جزيئات المياه الحرة، ويغير ديناميكيتها، ما يقلل عدد التفاعلات الجانبية الضارة، رغم أن الجزء الأكبر من التجارب أُجري على بطاريات تستخدم كبريتات الزنك، تشير نتائج أولية إلى أن التأثير نفسه يحدث مع مصاعد معدنية أخرى، ما يفتح المجال أمام استخدام أملاح الكبريتات حلًا عالميًا لزيادة عمر جميع البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن. وقال الباحث في "كاوست" الدكتور يونبي زو، إن أملاح الكبريتات منخفضة التكلفة ومتوفرة على نطاق واسع ومستقرة كيميائيًا، مما يجعل حلّنا قابلًا للتطبيق علميًا واقتصاديًا، وتحظى البطاريات المائية باهتمام عالمي متزايد بصفته حلًا مستدامًا لتخزين الطاقة على نطاق واسع، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوقها 10 مليارات دولار بحلول عام 2030. وأضاف إنه على عكس بطاريات الليثيوم الشائعة في السيارات الكهربائية، تُعد البطاريات المائية خيارًا أكثر أمانًا وأقل بصمة بيئية لدمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية في شبكات الكهرباء، وهو هدف محوري في مسار تحول الطاقة في المملكة.
صحيفة مكة
منذ 2 أيام
- صحيفة مكة
كاوست تبتكر حلاً بسيطًا يطيل عمر البطاريات المائية بأكثر من عشرة أضعاف
كشف علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن سبب جزيئي رئيسي يحدّ من قدرة البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن على أن تكون خيارًا أكثر أمانًا وأقل تكلفة لتخزين الطاقة المستدامة. وأظهرت نتائج الدراسة، المنشورة في المجلة العلمية Science Advances، كيف تؤثر المياه داخل البطارية سلبًا على عمرها وأدائها، وكيف أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة – مثل كبريتات الزنك – يمكن أن تحدّ من هذه المشكلة وتزيد عمر البطارية بأكثر من عشرة أضعاف. يُعدّ المَصْعَد (الأنود) - وهو مسرى كهربائي يمر خلاله تيار كهربائي ضمن جهاز كهربائي ذي أقطاب - أحد العوامل الحاسمة في تحديد عمر البطارية، سواء كانت مائية أم لا، إذ تحدث فيه التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن توليد وتخزين الطاقة. غير أن بعض التفاعلات الجانبية غير المرغوبة تؤدي إلى تدهوره، ما يقلل من عمر البطارية. وأظهرت الدراسة الجديدة أن المياه الحرة – أي جزيئات الماء غير المرتبطة بقوة بجزيئات أخرى – تساهم في حدوث هذه التفاعلات الجانبية، بينما يقلل وجود كبريتات الزنك من كمية المياه الحرة داخل البطارية. وقال البروفيسور حسام الشريف، أستاذ ورئيس مركز كاوست للتميّز في الطاقة المتجددة وتقنيات التخزين (CREST) وقائد الفريق البحثي في هذه الدراسة " تسلط نتائجنا الضوء على أهمية بنية المياه في كيمياء البطاريات، وهي عامل رئيسي تم تجاهله في السابق". تسمح المياه الحرة بالتفاعل بسهولة مع المزيد من الجزيئات، ما يؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تستهلك الطاقة وتتلف المَصْعَد. وأظهرت الدراسة أن أيونات الكبريتات تعمل بمثابة "لاصق للماء" يثبت الروابط بين جزيئات المياه الحرة، ويغير ديناميكيتها، ما يقلل عدد التفاعلات الجانبية الضارة. ورغم أن الجزء الأكبر من التجارب أُجري على بطاريات تستخدم كبريتات الزنك، تشير نتائج أولية إلى أن التأثير نفسه يحدث مع مصاعد معدنية أخرى، ما يفتح المجال أمام استخدام أملاح الكبريتات كحل عالمي لزيادة عمر جميع البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن. وقال الدكتور يونبي زو، الباحث في كاوست والذي أجرى معظم التجارب "أملاح الكبريتات منخفضة التكلفة ومتوفرة على نطاق واسع ومستقرة كيميائيًا، مما يجعل حلّنا قابلًا للتطبيق علميًا واقتصاديًا". وتحظى البطاريات المائية باهتمام عالمي متزايد كحل مستدام لتخزين الطاقة على نطاق واسع، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوقها 10 مليارات دولار بحلول عام 2030. وعلى عكس بطاريات الليثيوم الشائعة في السيارات الكهربائية، تُعد البطاريات المائية خيارًا أكثر أمانًا وأقل بصمة بيئية لدمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية في شبكات الكهرباء، وهو هدف محوري في مسار تحول الطاقة في المملكة العربية السعودية. وقد شارك في هذه الدراسة أيضًا أساتذة كاوست عمر محمد وعثمان بكر وشيشيانغ زانغ وماني ساراثي. وأشار الشريف إلى أن الجمع بين علماء مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين الذين يمتلكون خلفيات متكاملة، مثل تصميم البطاريات والنمذجة الكهروكيميائية، والأدوات التجريبية، مثل التحليل الطيفي المتقدم والمجهرية، كان أمراً بالغ الأهمية للاكتشاف. وقال "تأسست مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في كاوست ليكون رائدًا في مجال ابتكار الطاقة المتجددة في المملكة. وتؤكد النتائج التي حققناها والتحسينات الكبيرة في أداء واستقرار البطاريات المائية على ما يمكننا إنجازه في كاوست من خلال توحيد الجهود والاستفادة من خبرات أعضاء المركز المتنوعة والمتميزة".
البلاد السعودية
منذ 2 أيام
- البلاد السعودية
كاوست تبتكر حلاً بسيطًا يطيل عمر البطاريات المائية بأكثر من عشرة أضعاف
• بحث جديد يكشف دور أيونات الكبريتات في تقليل المياه الحرة وزيادة عمر وأداء البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن البلاد (ثُوَل) كشف علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن سبب جزيئي رئيسي يحدّ من قدرة البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن على أن تكون خيارًا أكثر أمانًا وأقل تكلفة لتخزين الطاقة المستدامة. وأظهرت نتائج الدراسة، المنشورة في المجلة العلمية Science Advances، كيف تؤثر المياه داخل البطارية سلبًا على عمرها وأدائها، وكيف أن إضافة أملاح منخفضة التكلفة – مثل كبريتات الزنك – يمكن أن تحدّ من هذه المشكلة وتزيد عمر البطارية بأكثر من عشرة أضعاف. يُعدّ المَصْعَد (الأنود) – وهو مسرى كهربائي يمر خلاله تيار كهربائي ضمن جهاز كهربائي ذي أقطاب- أحد العوامل الحاسمة في تحديد عمر البطارية، سواء كانت مائية أم لا، إذ تحدث فيه التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن توليد وتخزين الطاقة. غير أن بعض التفاعلات الجانبية غير المرغوبة تؤدي إلى تدهوره، ما يقلل من عمر البطارية. وأظهرت الدراسة الجديدة أن المياه الحرة – أي جزيئات الماء غير المرتبطة بقوة بجزيئات أخرى – تساهم في حدوث هذه التفاعلات الجانبية، بينما يقلل وجود كبريتات الزنك من كمية المياه الحرة داخل البطارية. وقال البروفيسور حسام الشريف، أستاذ ورئيس مركز كاوست للتميّز في الطاقة المتجددة وتقنيات التخزين (CREST) وقائد الفريق البحثي في هذه الدراسة: ' تسلط نتائجنا الضوء على أهمية بنية المياه في كيمياء البطاريات، وهي عامل رئيسي تم تجاهله في السابق'. تسمح المياه الحرة بالتفاعل بسهولة مع المزيد من الجزيئات، ما يؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تستهلك الطاقة وتتلف المَصْعَد. وأظهرت الدراسة أن أيونات الكبريتات تعمل بمثابة 'لاصق للماء' يثبت الروابط بين جزيئات المياه الحرة، ويغير ديناميكيتها، ما يقلل عدد التفاعلات الجانبية الضارة. ورغم أن الجزء الأكبر من التجارب أُجري على بطاريات تستخدم كبريتات الزنك، تشير نتائج أولية إلى أن التأثير نفسه يحدث مع مصاعد معدنية أخرى، ما يفتح المجال أمام استخدام أملاح الكبريتات كحل عالمي لزيادة عمر جميع البطاريات المائية القابلة لإعادة الشحن. وقال الدكتور يونبي زو، الباحث في كاوست والذي أجرى معظم التجارب 'أملاح الكبريتات منخفضة التكلفة ومتوفرة على نطاق واسع ومستقرة كيميائيًا، ما يجعل حلّنا قابلًا للتطبيق علميًا واقتصاديًا'. وتحظى البطاريات المائية باهتمام عالمي متزايد كحل مستدام لتخزين الطاقة على نطاق واسع، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوقها 10 مليارات دولار بحلول عام 2030. وعلى عكس بطاريات الليثيوم الشائعة في السيارات الكهربائية، تُعد البطاريات المائية خيارًا أكثر أمانًا وأقل بصمة بيئية لدمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية في شبكات الكهرباء، وهو هدف محوري في مسار تحول الطاقة في المملكة العربية السعودية. وقد شارك في هذه الدراسة أيضًا أساتذة كاوست عمر محمد وعثمان بكر وشيشيانغ زانغ وماني ساراثي. وأشار الشريف إلى أن الجمع بين علماء مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين الذين يمتلكون خلفيات متكاملة، مثل تصميم البطاريات والنمذجة الكهروكيميائية، والأدوات التجريبية، مثل التحليل الطيفي المتقدم والمجهرية، كان أمراً بالغ الأهمية للاكتشاف. وقال: 'تأسس مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في كاوست ليكون رائدًا في مجال ابتكار الطاقة المتجددة في المملكة. وتؤكد النتائج التي حققناها والتحسينات الكبيرة في أداء واستقرار البطاريات المائية على ما يمكننا إنجازه في كاوست من خلال توحيد الجهود والاستفادة من خبرات أعضاء المركز المتنوعة والمتميزة'.
