في تطور قد يغير قواعد اللعبة في صناعة السيارات، حققت الصين طفرة علمية في مجال بطاريات الحالة الصلبة، من المتوقع أن ترفع مدى السيارات الكهربائية إلى 1000 كيلومتر بالشحنة الواحدة. هذا الإنجاز يتجاوز أداء السيارات التقليدية التي تعمل بالبنزين، والتي يتراوح مداها بين 600 و800 كيلومتر بالخزان الكامل.
هذا التطور الملحوظ لا يقتصر على تحسين أداء السيارات الكهربائية، بل يضعها في مسار التحول إلى بديل كامل لسيارات الوقود، وليس مجرد خيار إضافي، وفقًا لما ذكره موقع "Live Science" واطلعت عليه "العربية Business".
تعتبر بطاريات الحالة الصلبة الجيل القادم من بطاريات الليثيوم، وتمتلك إمكانات هائلة في قطاعات الطاقة الجديدة، خاصة في المناطق التي تسعى لخفض الانبعاثات. وقد حقق علماء صينيون خلال الأشهر القليلة الماضية سلسلة من الإنجازات التقنية التي قد تفتح الباب أمام تسويق هذه البطاريات على نطاق واسع.
إذا تم التغلب على التحديات التقنية، فإن هذه البطاريات ستقضي تمامًا على ما يعرف بـ "قلق المدى" الذي يواجهه مستخدمو السيارات الكهربائية، وتمهد الطريق لإنهاء عصر سيارات البنزين.
العقبة الكبرى.. "طين على خزف"
تعتمد البطاريات على حركة أيونات الليثيوم بين الأنود والكاثود، عبر إلكتروليت صلب يعمل كـ "طريق" لهذه الأيونات. لكن المشكلة تكمن في أن الإلكتروليتات الصلبة، خاصة تلك المصنوعة من الكبريتيد، تكون شديدة الصلابة والهشاشة، بينما تكون أقطاب الليثيوم لينة كالطين. وعند تلامسهما، تتشكل فجوات تعيق حركة الأيونات، وتضعف كفاءة الشحن والتفريغ.
لكن الفرق البحثية الصينية نجحت في تحقيق اختراقات في ثلاث تقنيات رئيسية، مكنتها من حل هذه المعضلة، وجعلت "الصفيحة الخزفية" و"الطين" يتلاءمان بسلاسة، مما أزال العائق الأخير أمام أداء البطاريات الصلبة.
"غراء ذكي" ومرونة خارقة
أحد أبرز الابتكارات جاء من معهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، حيث طور فريق بحثي "غراءً خاصاً" ينتقل تلقائيًا إلى الواجهة بين القطب والإلكتروليت عند تشغيل البطارية، ويجذب أيونات الليثيوم لملء الفجوات، مما يخلق رابطة محكمة بين المكونات.
وفي ابتكار آخر، ابتكر علماء من معهد المعادن هيكلاً بوليمرياً للإلكتروليت يمنح البطارية مرونة غير مسبوقة، أشبه بغلاف بلاستيكي محسن، قادر على تحمل أكثر من 20 ألف دورة انحناء، وحتى الالتواء على شكل حبل دون أن يتأثر، مما يجعل البطارية مقاومة للتشوهات اليومية.
ولم يتوقف الأمر عند ذلك، بل تم دمج وحدات كيميائية صغيرة داخل الهيكل المرن، بعضها يسرع حركة الأيونات، والبعض الآخر يلتقط الأيونات الزائدة، مما أدى إلى زيادة سعة تخزين الطاقة بنسبة 86%.
حماية فلورية.. وأمان غير مسبوق
أما جامعة تسينغهوا، فقد قدمت تقنية جديدة تعتمد على تعديل الإلكتروليت باستخدام بولي إيثرات مفلورة، حيث يشكل الفلور طبقة حماية تمنع ثقب الإلكتروليت تحت الجهد العالي. هذه التقنية تتيح للبطارية اجتياز اختبارات قاسية، مثل وخز الإبرة عند الشحن الكامل، أو التعرض لحرارة تصل إلى 120 درجة مئوية دون انفجار، مما يوفر مزيجًا فريدًا من الأمان والمدى الطويل.
(أخبار سوريا الوطن1-العربية)