بهدف التقليل من تكلفتها ورفع كفاءتها
طوّرت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية “كاوست”، بطاريات الليثيوم المعدنية عبر دمج النايلون في تصميمها؛ بهدف التقليل من تكلفتها ورفع كفاءتها وتعزيز مستوى الأمان بها.
عبر إذابة النايلون في إلكتروليتات البطاريات
وتوصّلت الجامعة لهذا الاكتشاف البحثي الجديد بالتعاون مع مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية “كاكست”، حيث يأتي هذا الإنجاز من خلال فهم الكيمياء التي تذيب النايلون في إلكتروليتات البطاريات.
وأوضحت عبر دراستين منشورتين في مجلتي “ACS Energy Letters” و”Energy & Environmental Science” العلميتين، أن النايلون – وهو البوليمر المستخدم في صناعة الملابس – يمكن إذابته في محلول ليثيوم خفيف ليعمل كمادة مضافة لبطاريات الليثيوم المعدنية.
وأضافت أن هناك نوعين من بطاريات الليثيوم، وهما: بطاريات “ليثيوم-أيون”؛ وهي الأكثر شيوعًا تجاريًا، وتُستخدم في أجهزة الحاسب المحمولة والهواتف الذكية والأجهزة الإلكترونية الأخرى، وبطاريات الليثيوم المعدنية؛ التي تتميز بكثافة طاقة أعلى، وتُستخدم في مجالات أوسع كالروبوتات ووسائل النقل وغيرها من الصناعات.
ولفتت إلى أن إنتاج وتشغيل بطاريات الليثيوم المعدنية الحالية يتطلب مواد كيميائية خطرة ومسببة للتآكل، كما أنها تؤدي إلى تفاعلات غير مرغوبة تقلل من كفاءة البطارية وسلامتها، حيث تساعد المواد الكيميائية المضافة في استقرار التفاعلات في هذه البطاريات.
وأوضح رئيس مركز التميز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في “كاوست” حسام الشريف، أن فريق الجامعة يعمل على تطوير بطاريات أكثر أمانًا وذات كثافة طاقة أعلى؛ بهدف تسريع جهود إزالة الكربون في المملكة، مشيراً إلى أن الاكتشاف الجديد يعزز استخدام مواد مضافة أرخص وأكثر أمانًا، مما يعكس أهمية البحوث العلمية الأساسية.
من جهته، أكد المدير العام لمعهد تقنيات الطاقة المستقبلية في “كاكست” د. حسام قاسم، أن البحث يسهم في تطوير بطاريات خفيفة الوزن مع الحفاظ على معايير الأمان؛ مما يدعم توجه المملكة في تصنيع المركبات الكهربائية ويفتح المجال لتطبيقات الطيران.
إنشاء خط إنتاج تجريبي للبطاريات المبتكرة
كما سلط قاسم الضوء على دور المختبر الوطني بـ”كاكست” في تسريع أثر البحث، إلى جانب تعاون المعهد مع مركز CREST لإنشاء خط إنتاج تجريبي للبطاريات المبتكرة، بهدف سد الفجوة بين الأبحاث المخبرية والتصنيع التجاري؛ مما يعزز ثقة القطاع الصناعي بهذه التقنيات ويدعم تحويلها إلى حلول عملية قابلة للاستثمار.
وافتتحت مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية “كاكست” مركز التميّز للطاقة المتجددة وتقنيات التخزين في سبتمبر 2023 تماشيًا مع استراتيجيتها الجديدة “أثر متسارع” للنهوض بالأبحاث العلمية التي تدعم أولويات البحث والتطوير والابتكار في المملكة مع استثمارها بكثافة في تقنيات الطاقة المستدامة، حيث أعلنت المملكة التزامها بأن تصبح اقتصادًا محايدًا للكربون بحلول عام 2060.
