Page 28 - stis24
P. 28
مادة جديدة ُتحدث ثورة في توصيل الأيونات
تُعد بطاريات الحالة الصلبة بمنزلة نقلة نوعية في مستقبل تخزين الطاقة؛ فهي قادرة على تخزين طاقة أكبر ،وهي أكثر أماناً
لأنها لا تعتمد على مواد قابلة للاشتعال مثل بطاريات الليثيوم أيون الحالية .وعلى هذا الصعيد ،حقق باحثون في جامعة ميونيخ
التقنية ومركز أبحاث الطاقة إنجا اًز نوعياً قد ُيقربنا من هذا المستقبل .فقد ابتكروا مادة جديدة مصنوعة من الليثيوم والأنتيمون
وكمية صغيرة من السكانديوم ،تسمح هذه المادة لأيونات الليثيوم بالتحرك على نحو أسرع من أي بديل معروف بنسبة تزيد
على .%10هذا يعني موصلية كهربائية قياسية ،ما قد يؤدي إلى شحن أسرع ،وبطاريات أكثر كفاءة.
كانت نقطة الاخت ارق في هذا البحث هي اكتشاف الفريق البحثي أن استبدال بعض ذ ارت الليثيوم بذ ارت سكانديوم يغير بنية
المادة؛ إذ ُينشئ فجوات محددة ،تُسمى الف ارغات ،في الشبكة البلورية للمادة الموصلة .تُساعد هذه الفجوات أيونات الليثيوم على
التحرك بسهولة وسرعة أكبر ،ما ُيحقق رقما قياسيا عالمياً جديداً في موصلية الأيونات .وإضافة إلى موصليتها السريعة ،تتميز
المادة أيضا بثبات ح ارري ،ويمكن إنتاجها باستخدام ط ارئق كيميائية ارسخة.
ويقول أحد الباحثين الرئيسين" :تُمثل نتيجتنا حالياً تقدماً ملحوظاً في مجال البحوث الأساسية؛ فعن طريق دمج كميات صغيرة
من السكانديوم ،اكتشفنا مبدأ جديدا قد يمثل نموذجا أوليا لتركيبات عناصر أخرى .وبينما لا ت ازل توجد حاجة إلى العديد من
الاختبا ارت قبل استخدام المادة في خلايا البطاريات ،فإننا متفائلون .فالمواد التي تُوصل الأيونات والإلكترونات معاً تُعد مناسبة
على نحو خاص كإضافات في الأقطاب الكهربائية .ونظ اًر للتطبيقات العملية الواعدة ،فقد سجلنا بالفعل ب ارءة اخت ارع لتطويرنا".
ويقول باحث آخر" :يتكون تركيبنا من الليثيوم والأنتيمون ،ولكن ُيمكن تطبيق المفهوم نفسه بسهولة على أنظمة الليثيوم والفوسفور.
فبينما اعتمد حامل الرقم القياسي السابق على الليثيوم والكبريت ،وتطلب خمسة عناصر إضافية للتحسين ،فإننا لا نحتاج إلا إلى
سكانديوم كمكون إضافي".
ُنشرت هذه الد ارسة في نيسان ،0202في مجلة .Advanced Energy Materials
