- إنضم
- 4 أكتوبر 2021
- المشاركات
- 6,658
- التفاعل
- الدولة
أثبت العلماء أن النايلون يعزز أداء بطاريات الليثيوم.
حقق علماء في Saudi Arabiaتقدماً كبيراً من شأنه تعزيز الأداء وخفض تكلفة بطاريات الليثيوم المعدنية من خلال دمج النايلون في تصميمها
تُستخدم بطاريات الليثيوم على نطاق واسع بفضل كثافتها العالية من الطاقة، وخفة وزنها، وانخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. هذه المزايا تجعلها مثالية للهواتف الذكية، والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المدمجة، وحتى لتقنيات استكشاف الفضاء.
هناك نوعان رئيسيان من بطاريات الليثيوم. بطاريات أيون الليثيوم، وهي الأكثر شيوعًا، تُشغّل الأجهزة اليومية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية. أما بطاريات معدن الليثيوم، فتتميز بكثافة طاقة أعلى، ولها تطبيقات واعدة في الروبوتات والنقل وغيرها من الصناعات المتقدمة. على الرغم من واعديتها، تواجه بطاريات معدن الليثيوم تحديات تتعلق بالسلامة وطول العمر. يعتمد إنتاجها على مواد أكالة وخطرة، كما أن تفاعلاتها الطفيلية المفرطة - وهي تفاعلات جانبية غير مرغوب فيها تُضعف الأداء وتُهدد السلامة - تُعيق تشغيلها.
دور النايلون كمادة مضافة
تساعد الإضافات على تثبيت واجهات البطاريات، مما يُحسّن الأداء. وقد وجدت دراسات أجراها باحثو جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) أن النايلون، وهو البوليمر نفسه المستخدم في الملابس، يُمكن إذابته في محلول ليثيوم خفيف ليُضاف إلى بطاريات الليثيوم-الفلز. وكانت النتيجة بطاريات ليثيوم-فلز أكثر كفاءة، وعمرًا افتراضيًا أطول، وتفاعلات طفيلية أقل.وهكذا، من خلال فحص كيمياء تفاعلات النايلون والليثيوم، بما في ذلك الروابط الجزيئية الرئيسية، تظهر الدراسة أن النسيج التجاري يمكن إذابته في مذيبات أكثر اعتدالاً مما كان يعتقد سابقاً لتحقيق أداء بطارية متفوق.
أوضح زيمينغ تشاو، الباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة الملك عبد الله للعلوم (كاوست)، والذي أعدّ الدراسة، قائلاً: "لطالما كانت البوليمرات صعبة الذوبان في إلكتروليتات البطاريات الشائعة. أجرينا دراسةً مكثفةً للخصائص الكيميائية، وعدّلنا بنية المذيب وتفاعلاته".
قال حسام الشريف، الأستاذ في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية ورئيس مركز التميز لتقنيات الطاقة المتجددة والتخزين (CREST)، والذي قاد الدراستين: "يكرس فريقي البحثي جهوده لتطوير حلول للطاقة المتجددة وتخزينها، مثل زيادة كثافة الطاقة وبطاريات أكثر أمانًا، لتسريع اعتماد إزالة الكربون في المملكة. يُعد هذا الاكتشاف واعدًا بتوفير إضافات أقل تكلفة وأكثر أمانًا، ويُظهر فوائد البحث العلمي الأساسي".
افتتحت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) مركز كريست في سبتمبر 2023 تماشيًا مع توجهها الاستراتيجي الجديد. تستثمر المملكة بكثافة في تقنيات الطاقة المستدامة، حيث أعلنت أنها ستحقق اقتصادًا خاليًا من الكربون بحلول عام 2060.
Scientists Unlock Secret to Safer, More Powerful Batteries – And It’s in Your Closet
Scientists have demonstrated that nylon enhances the performance of lithium batteries. Scientists in Saudi Arabia have made a significant breakthrough that could enhance the performance and reduce the cost of lithium-metal batteries by integrating nylon into their design, according to two new studi
scitechdaily.com
