يعد استغراق البطاريات للكثير من الوقت لإتمام عملية الشحن الكامل من الأمور المزعجة للكثيرين، لكن العلماء في جامعة كامبريدج يعملون الآن على تطوير تقنية من شأنها تقليل أوقات الشحن لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف إلى خمس دقائق أو أقل.
ويدرس العلماء المكونات الداخلية لبطاريات الليثيوم أيون لمراقبة حركة الأيونات في الوقت الفعلي، وستسمح هذه التقنية منخفضة التكلفة للباحثين بتحديد “حدود السرعة” لشحن البطارية – والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتقليل أوقات الشحن أكثر.
ويمكن أن يؤدي البحث، الذي نُشر في مجلة Nature، إلى تعزيز تطوير بطاريات الجيل التالي، والتي تعد ضرورية لفطم البشرية عن إدمانها على الوقود الأحفوري، وقال الدكتور أشكاي راو من مختبر كافنديش في كامبريدج، الذي قاد البحث: “وجدنا أن هناك حدودًا مختلفة للسرعة لبطاريات الليثيوم أيون، اعتمادًا على ما إذا كان يتم شحنها أو تفريغها”.
وأضاف “عند الشحن، تعتمد السرعة على مدى سرعة مرور أيونات الليثيوم عبر جزيئات المادة الفعالة، وعند التفريغ، تعتمد السرعة على مدى سرعة إدخال الأيونات عند الحواف، وإذا تمكنا من التحكم في هاتين الآليتين، فسوف تمكن بطاريات الليثيوم أيون من الشحن بشكل أسرع بكثير”.
وقد كانت التقنيات السابقة للنظر في البطاريات تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة، مثل الفحص المجهري الإلكتروني وسينكروترونات الأشعة السينية، لكن تقنية كامبريدج، باستخدام الفحص المجهري البصري، قدمت دقة أفضل بسعر أقل – وتستخدم المعدات الموجودة.
وتُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في كل الأجهزة الكهربائية تقريبًا، من السيارات الكهربائية إلى الهواتف الذكية – ولكن هناك حاجة إلى سعة عالية وأوقات شحن سريعة لتكون منافسًا للوقود الأحفوري المتوفر على الفور وذو الطاقة الكثيفة، ولتحسين بطاريات الليثيوم أيون وتسريع شحنها، من الضروري النظر إلى ما يحدث داخل البطاريات في الوقت الفعلي.
اليوم السابع