وهي جامعة تقع في مدينة بوهانغ في كوريا الجنوبية.
اكتشفوا مكوناً يمكن أن يعزز من طاقة بطارية المركبات الكهربائية.
طور الباحثون بطارية lithium-ion متطورة، تحتوي على جزيئات السيليكون الدقيقة وإلكتروليتات جل البوليمر، مما يعزز بشكل كبير كثافة الطاقة واستقرارها.
يعالج هذا الابتكار مشكلات تمدد السيليكون ويمكن أن يؤدي إلى سيارات كهربائية ذات كفاءة وعمر بطارية أطول.
المركبات الكهربائية في الوقت الحالي يمكنها السفر حوالي 700Km بشحنة واحدة، بينما يهدف العلماء إلى زيادة نطاق البطارية ليبلغ 1000Km.
ومن المعروف بأن السيليكون لديه سعة تخزينية مرتفعة، كمادة المصعد “Anode” في بطاريات lithium-ion للسيارات الكهربائية.
واستخدام السيليكون كمادة للبطارية يواجه عدة تحديات، فهو يتمدد أكثر من ثلاث مرات أثناء الشحن، وتارة أُخرى ينكمش لحجمه الأصلي أثناء التفريغ، مما يؤثر بشكل كبير على كفاءة البطارية.
الابتكارات حول إلكتروليتات جل البوليمر:
قام الفريق بتطبيق إلكتروليتات جل البوليمر لتطوير نظام بطارية اقتصادي ومستقر أساسه السيليكون.
يعد الكهرليت داخل بطارية ليثيوم أيون مكون لا غنى عنه، فهو المسهّل لحركة الأيونات بين الأنود”Anode” والكاثود “cathode”. على عكس الشوارد السائلة التقليدية، توجد إلكتروليتات الجل في حالة صلبة أو هلامية، تتميز بهيكل بوليمر مرن يتمتع باستقرار أفضل من نظيراتها السائلة.
تحسين أداء البطارية باستخدام السيليكون الدقيق:استخدم الفريق شعاعاً إلكترونياً لتكوين روابط تساهمية بين جزيئات السيليكون الدقيقة والإلكتروليتات الهلامية، تكمن وظيفة هذه الروابط بتشتيت الإجهاد الداخلي الناجم عن تمدد الحجم أثناء تشغيل بطارية الليثيوم أيون، مما يخفف من التغيرات في حجم السيليكون الدقيق ويعزز الاستقرار الهيكلي.
حصل العلماء على نتائج مبهرة، حيث أظهرت البطارية أداءً مستقراً حتى مع جزيئات السيليكون الدقيقة، والتي كانت أكبر بمائة مرة من تلك المستخدمة في مصاعد السيليكون النانوية التقليدية.
وأظهر نظام إلكتروليت جل السيليكون الذي طوره الفريق موصلية أيون مماثلة للبطاريات التقليدية باستخدام إلكتروليتات سائلة، مع تحسن بنسبة 40٪ تقريباً في الطاقة.
وأكد البروفيسور سوجين بارك: “لقد استخدمنا أنود السيليكون الدقيق، ومع ذلك، لدينا بطارية مستقرة.
هذا البحث يقربنا من نظام بطارية ليثيوم أيون حقيقي عالي الكثافة للطاقة”.
أجريت هذه الدراسة بدعم من برنامج الباحث المستقل التابع للمؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا.
المصدر: scitechdailyhttps://tinyurl.com/294f8zqw
إعداد المهندس خالد المصري
حول الكاتب
