ذرات الكوبالت تعزز عمر بطاريات الزنك والمنغنيز
أظهرت دراسة أن إدخال ذرات منفردة من الكوبالت في ثاني أكسيد المنغنيز ساعد على تجاوز 15 ألف دورة شحن وتفريغ في ظروف الاختبار.
أظهرت دراسة أن إدخال ذرات منفردة من الكوبالت داخل بنية ثاني أكسيد المنغنيز ساعد بطاريات الزنك على تحقيق سعة نوعية بلغت 658 مللي أمبير ساعة لكل غرام، وتجاوز 15 ألف دورة شحن وتفريغ.
وأجرى البحث فريق من المختبر الوطني للهندسة الكيميائية بكلية الكيمياء بجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية، ونُشرت نتائجه في دورية «نانو مايكرو لترز».
تعديل بنية المادة
غيّر الباحثون البيئة الإلكترونية والروابط الذرية داخل المادة، بما يتيح للتفاعلات الكيميائية اتباع مسارات متعددة والاستفادة من المادة الفعالة بصورة أفضل عند تكرار الشحن والتفريغ. وتهدف الطريقة إلى تغيير طريقة عمل المادة الأصلية، لا إلى زيادة كمية مكوناتها.
وتُستخدم بطاريات الزنك وثاني أكسيد المنغنيز التقليدية في أجهزة يومية مثل الساعات وأجهزة التحكم عن بُعد والألعاب والمصابيح اليدوية. ويتجاوز الاهتمام البحثي هذه الاستخدامات إلى تطوير بطاريات مائية قابلة لإعادة الشحن، قد تساهم مستقبلًا في تخزين الكهرباء من مصادر متجددة ودعم أنظمة تخزين الطاقة الاحتياطية.
الأداء التجاري يحتاج إلى تقييم
وتشير النتائج إلى أن التحكم في الحالة الإلكترونية للمعادن الانتقالية وتعديل البنية الذرية للمواد المستخدمة في الأقطاب قد يساعدان على تطوير بطاريات بسعة تخزين أعلى وعمر تشغيلي أطول.
لكن الأرقام تعكس أداء البطارية في ظروف الاختبار، ولا تثبت وحدها جاهزيتها للاستخدام التجاري. ويتطلب ذلك تقييم كفاءة البطارية الكاملة واستقرارها وسلامتها وإمكان تصنيع المادة على نطاق واسع.
