باحثون من كوريا الجنوبية يطبقون تقنية القهوة الفورية لتعزيز أداء البطارية

يتم إنتاج أقطاب البطاريات عادةً عن طريق خلط المواد النشطة والمواد المضافة الموصلة وعوامل الربط. ويمكن القيام بذلك باستخدام طريقة رطبة باستخدام المذيبات، أو طريقة جافة باستخدام مساحيق صلبة. وعلى الرغم من أن العملية الجافة أكثر استدامة ومن المحتمل أن توفر كثافة طاقة أعلى، إلا أنها تعاني من الخلط غير المتناسق - وهي عقبة رئيسية أمام التوسع التجاري.

وللتغلب على هذه المشكلة، اعتمد الباحثون تقنية التجفيف بالرذاذ المستخدمة عادة في صناعة الأغذية. من خلال رش خليط سائل في غرفة ساخنة، يتبخر المذيب بسرعة، تاركًا وراءه مسحوقًا ممزوجًا بدقة. ثم يُستخدم هذا المسحوق لإنشاء أقطاب كهربائية جافة ذات بنية أكثر اتساقًا وأداء محسن.

في الاختبار، حققت هذه الأقطاب الجافة سعة سطحية تبلغ حوالي 7 مللي أمبير/سم² - أعلى بكثير من 2-4 مللي أمبير/سم² التي تظهر في الأقطاب التجارية الحالية. كما كشف الفريق أيضاً عن رؤى جديدة حول العوامل التي تؤدي إلى تدهور البطارية، بما يتجاوز التآكل النموذجي الناتج عن دورات الشحن.

وأكد كبير الباحثين جيهي يون أن الفريق يركز الآن على توسيع نطاق التكنولوجيا للاستخدام الصناعي: "من خلال إجراء المزيد من الأبحاث، نخطط لخفض تكاليف الإنتاج، وتحسين قدرات الإنتاج الضخم، وتعزيز نضج التكنولوجيا لنقلها لاحقًا إلى الشركات".

يتماشى الابتكار مع الجهود العالمية الأوسع نطاقاً لتحسين استدامة البطاريات وكفاءتها. في الولايات المتحدة، تقوم شركة Re/cell الناشئة بإعادة تدوير الليثيوم من بطاريات تسلا المنتهية الصلاحية لاستخدامها في الطائرات بدون طيار والمركبات غير المأهولة. وفي الوقت نفسه، يعمل المهندسون على تطوير تقنيات التصنيع التي تسمح بشحن بطاريات السيارات الكهربائية بسرعة أكبر في الطقس البارد - وهو ما يعالج تحدياً معروفاً في اعتماد السيارات الكهربائية في المناخات الباردة.

بالنسبة للمناطق الحارة، حيث تُعد البطاريات عالية الأداء والمستقرة حرارياً ضرورية للمركبات الكهربائية التي تعمل في درجات الحرارة الشديدة، يمكن أن تؤثر مثل هذه التطورات على استراتيجيات الاستيراد المستقبلية وفرص التوطين وحلول تخزين الشبكة.