مقدمة:
واو ، هذا الاختراع قد ينقلب تمامًا قواعد اللعبة في صناعة الطاقة العالمية الجديدة! في 12 فبراير ، 2025 ، نشرت مجلة Nature الدولية العليا اختراقًا ثوريًا. ابتكر فريق Peng Hughereng/Gao Yue من جامعة فودان في الصين جديدًاتكنولوجيا بطارية الليثيوم "تجديد الشباب"، كسر مبادئ التصميم التقليدية لبطاريات الليثيوم لأكثر من 30 عامًا ، والتي يمكن أن تمتد عمر البطارية بأكثر من 10 مرات! لا تزال بطارية فوسفات الحديد الليثيوم العادية تحافظ على 96 ٪ من قدرتها بعد 11،818 دورات الشحن والتفريغ! كما تعلمون ، يتم استخدام بطاريات الليثيوم حاليًا في السوق لمدة 1000-2000 مرة.
ماذا يعني هذا؟ اعتادت تسلا على الحاجة إلى استبدال بطاريتها كل 6-8 سنوات ، ولكن يمكن الآن قيادتها لمدة 60 عامًا دون الحاجة إلى استبدالها! يمكن فرض رسوم على جهاز iPhone الخاص بك وتفريغه 10000 مرة دون أن يفقد الطاقة!
مصدر إلهام لتكنولوجيا إصلاح البطاريات يأتي من العلاج البشري
كيف ولد هذا الاكتشاف المعجزة؟
أوضح قاو يوي ، الباحث في جامعة فودان ، تمامًا مثل علاج الأمراض البشرية ، نركز على إصلاح القضايا الأساسية للبطاريات مع حماية أجزائها الصحية ".
في الأصل ، كان السبب الرئيسي لـ "شيخوخة" بطاريات الليثيوم هو فقدان أيونات الليثيوم. مثلما يمكن أن يؤدي عدم وجود مغذيات معينة في جسم الإنسان إلى مرض ، يمكن للبطاريات أيضًا أن تواجه انخفاضًا في الأداء بسبب سوء التغذية. الفكرة الراقية للفريق هي: هل يمكننا تجديد أيونات الليثيوم المفقودة في البطارية مثل إعطاء حقن للمريض؟
يساعد الذكاء الاصطناعي في اختراق تقنيات موازنة البطارية الرئيسية
ومع ذلك ، فإن العثور على "الحقن" المناسب ليس مهمة سهلة. يجب أن تلبي جزيء الناقل هذا في وقت واحد متطلبات الممتلكات الفيزيائية والكيميائية الصارمة:
- وجود نشاط كهروكيميائي مناسب ومدى جهد التحلل.
- قابلية الذوبان المناسبة في المنحل بالكهرباء.
- لديه استقرار الهواء الممتاز والاستقرار الكيميائي.
- الحموضة المناسبة ، القلوية ، وحركية التفاعل.
- يجب أن تكون منتجات التحلل آمنة وغير ضارة.
- الأهم من ذلك ، يجب أن تكون رخيصة وسهلة توسيع نطاق الإنتاج.
يكتشف الذكاء الاصطناعي المواد الرئيسية
مع عدم وجود سابقة لمتابعة ، تحول فريق البحث إلى الذكاء الاصطناعي. قاموا برقمنة الخواص الجزيئية واستخدموا التعلم الآلي للعثور على إجابات من كمية هائلة من الكيمياء العضوية والكيمياء والمواد الهندسية.
العمل الشاق يؤتي ثماره! بعد 4 سنوات من العمل الشاق ، وجدوا أخيرًا الحل المثالي: CF3SO2LI (الليثيوم ثلاثي فلوروميثانسولفونات). يشبه هذا الجزيء نقل مصغرة ، حيث يحمل إلكترونات للليثيوم في أحد الطرفين وتفريغها بأمان كغاز في الطرف الآخر بعد اكتمال النقل.
النتائج التجريبية مروعة!
في التجربة ، ما زالت البطارية التي تلقت "العلاج الدقيق" لها أداء بالقرب من مستوى المصنع حتى بعد 12000 إلى 60000 دورة الشحن والتفريغ. هذا لا يمتد فقط عمر البطارية ، ولكنه يوفر أيضًا حلًا تقنيًا ممكنًا لحل مشكلة تلوث بطارية النفايات على نطاق واسع.
والأكثر إثارة هو أن هذه التكنولوجيا قد فتحت إمكانيات جديدة تمامًا:
نفذ نظام بطارية الكاثود الخالي من الليثيوم مع جهد 3.0 فولت وكثافة الطاقة تصل إلى 1192 WH/kg.
طورت بطارية كيس الكاثود البولي أكريلونيتريل العضوية مع كثافة طاقة تبلغ 388 WH/kg.
التأثير الثوري
سيغير هذا الاختراق قواعد اللعبة تمامًا في صناعة الطاقة الجديدة:
سوف يقلل بشكل كبير من تكلفة استخدام السيارات الكهربائية ، ويقلل بشكل كبير من التلوث البيئي الناجم عن إلغاء البطارية ، وفتح أفكار جديدة لتصميم البطاريات الجديدة ؛ الشيء الأكثر إثارة هو أن تكلفة هذه التكنولوجيا كبيرة للغاية - من المتوقع أن تمثل أقل من 10 ٪ من إجمالي تكلفة البطارية ، مما يعني أنها لديها إمكانية الاستخدام التجاري على نطاق واسع!
كما قال الباحث Gao Yue: سواء كان ذلك هو تمديد عمر البطارية أو منع التخلي على نطاق واسع والتلوث البيئي ، فإن "العلاج الدقيق" يوفر حلاً فنيًا ممكنًا. لا يوضح هذا البحث قوة الصين المبتكرة في مجال الطاقة الجديدة فحسب ، بل يتفكر أيضًا في وصول حقبة جديدة. في المستقبل القريب ، قد يصبح "قلق البطارية" تاريخًا. دعونا نتطلع إلى تسويق هذه التكنولوجيا الثورية في أقرب وقت ممكن!
طلب الاقتباس:
جاكلين:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
سوكري:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
نانسي:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
وقت النشر: فبراير -28-2025