طريقة مدهشة لجعل بطاريات الماء تدوم 10 مرات أطول، بسعر "رخيص للغاية"

أعلن باحثون في المملكة العربية السعودية عن اكتشاف مثير للاهتمام يساعد على إطالة عمر بطاريات المياه، والتي تعتبر خيارًا أكثر أمانًا واستدامة من بطاريات الليثيوم، بسعر "رخيص جدًا".

تعتبر بطاريات المياه الآن خيارًا أكثر أمانًا واستدامة من بطاريات الليثيوم - الصورة: هينو هوانج

اكتشف فريق من العلماء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في المملكة العربية السعودية (كاوست) السبب الرئيسي وراء فقدان البطاريات المائية - البطاريات التي تستخدم الماء كمذيب - لأدائها وعمرها الافتراضي بسرعة: جزيئات "الماء الحر" تسبب تفاعلات جانبية تؤدي إلى إتلاف الأنود.

وباستخدام كمية صغيرة من أملاح الكبريتات الرخيصة مثل كبريتات الزنك، تمكن الفريق من التغلب على هذه المشكلة بفعالية، مما جعل البطارية تدوم أكثر من 10 مرات أطول.

وفقًا لفريق البحث، فإن "الماء الحر" هو جزيئات ماء غير مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بأيونات أخرى في البطارية. هذه الحالة تجعل الماء يتفاعل بسهولة مع مكونات الأقطاب الكهربائية، مما يُسبب فقدان الطاقة وتآكل المواد.

عندما تتم إضافة أملاح الكبريتات، تعمل أيونات الكبريتات بمثابة "غراء جزيئي للماء"، مما يحافظ على الماء بشكل أكثر إحكامًا في بنية الرابطة، وبالتالي يقلل بشكل كبير من التفاعلات الجانبية الضارة.

قال البروفيسور حسام الشريف، الباحث الرئيسي ومدير مركز CREST لتقنيات الطاقة المتجددة والتخزين في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية: "يُظهر هذا الاكتشاف أن بنية الماء تلعب دورًا رئيسيًا في كيمياء البطاريات، ولكن تم تجاهلها سابقًا".

على الرغم من أن معظم التجارب استخدمت كبريتات الزنك، إلا أن النتائج الأولية تُظهر أن تأثير "الهلام المائي" لأيونات الكبريتات ينطبق أيضًا على مجموعة واسعة من الأنودات المعدنية الأخرى. وهذا يفتح المجال أمام تطوير حل شامل وبسيط وفعال لتحسين عمر جميع أنواع البطاريات المائية.

وقال الباحث يونباي تشو، الذي أجرى معظم التجارب، إن "أملاح الكبريتات رخيصة ومتوفرة بسهولة ومستقرة كيميائيا، مما يجعل حلنا ممكنا من الناحيتين العلمية والاقتصادية ".

تُعتبر بطاريات الماء الآن بديلاً أكثر أمانًا واستدامةً لبطاريات الليثيوم في أنظمة تخزين الطاقة المتجددة واسعة النطاق، مثل تخزين الطاقة الشمسية للشبكة. ومن المتوقع أن يتجاوز سوق بطاريات الماء العالمي 10 مليارات دولار بحلول عام 2030.

نُشر البحث في مجلة Science Advances، بمشاركة الأساتذة عمر محمد، وعمر بكر، وشي شيانغ تشانغ، وماني ساراثي من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية.

العودة إلى الموضوع

في إن إيه

المصدر: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm