الكالسيوم بدلاً من الليثيوم.. بطاريات المستقبل ذات متانة وقدرة عالية

الأكسجين والكالسيوم، وهما عنصران شائعان للغاية، يمكن أن يضاهيا أداء بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر. حقيقة أن هذا يعمل بشكل موثوق يرجع إلى التصميم الخاص للبطاريات المقدمة. بحسب ما ذكره موقع notebookcheck.

تعتبر العناصر الأرضية النادرة باهظة الثمن، ومن غير المرجح أن تتغير في أي وقت قريب مع زيادة انتشار الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة المحلية.

يعد الكالسيوم والأكسجين، أو مجتمعين كأكسيد الكالسيوم أو بيروكسيد الكالسيوم، من بين العناصر الأكثر شيوعًا على الإطلاق. يمكن العثور عليها عمليا في جميع أنحاء الكوكب. يوجد بيروكسيد الكالسيوم أيضًا في العلكة ومعجون الأسنان والمخبوزات والمطاط.

ولأن الكالسيوم المعدني الخفيف له نصف قطر ذري أكبر ورابطة جزيئية أقوى من الليثيوم، على سبيل المثال، تنشأ مشاكل في الظروف العادية التي تمنع استخدامه العملي.

على الرغم من أن هذه البطاريات تتمتع بكثافة طاقة عالية، إلا أنه لا يمكن إعادة شحنها إلا عدة مرات في درجة حرارة الغرفة، وبالتالي فهي غير مناسبة للاستخدام اليومي.

تمكن باحثون من الصين الآن من التخلص بشكل مثير للإعجاب من هذا العيب المتمثل في بطارية الكالسيوم والأكسجين وإعادة شحن تصميم جديد 700 مرة.

فبدلاً من أكسيد الكالسيوم، الذي لا يمكن تفكيكه إلا بجهد كبير، تم استخدام بيروكسيد الكالسيوم، الذي يتمتع برابطة أضعف بكثير. مطلوب أيضًا إلكتروليت مُكيَّف خصيصًا.

لكن أبرز ما في الأمر هو أنابيب الكربون النانوية المغطاة بالكالسيوم. يقع هذا الأنبوب الصغير في المنحل بالكهرباء وهو بدوره محاط بأنبوب نانوي آخر يشكل الكاثود.

في التجربة، كان من الممكن شحن الهاتف الذكي بهذه البطارية الناعمة، والتي تم نسجها مرة أخرى في نسيج قابل للتنفس.

النظام بأكمله لا يزال في المرحلة التجريبية. أحد الانتقادات هو أن الشحن غير فعال إلى حد كبير. وبالتالي فإن الطاقة المطلوبة للشحن أعلى بكثير من السعة المتوفرة في النهاية.

ومع ذلك، فقد أصبح من الممكن بناء بطارية متينة تتكون بشكل شبه حصري من مواد متاحة على نطاق واسع وغير مكلفة.