اختراق علمي يمهّد لعصر جديد في شحن البطاريات بسرعة قياسية

حقق باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) اكتشافًا علميًا غير مسبوق قد يغيّر مستقبل البطاريات ويحدث ثورة في سرعة شحن الأجهزة الإلكترونية والسيارات الكهربائية.

فبطاريات أيونات الليثيوم، التي تمثل العمود الفقري للتقنيات الحديثة، تعتمد في عملها على حركة جزيئات صغيرة تُعرف باسم أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية داخل البطارية وخارجها، وهي عملية تتكرر آلاف المرات طوال عمرها. وتتحكم سرعة هذه الحركة في مدى سرعة الشحن وكمية الطاقة المخزّنة.

ورغم التطورات المستمرة على مدى عقود، ظل تطوير أداء هذه البطاريات قائمًا إلى حد كبير على التجارب المتكررة، إذ لم تفلح النظريات التقليدية - التي تعود إلى أكثر من قرن - في تفسير التباين الكبير في أداء المواد الداخلة في تصنيعها.

لكن فريق MIT كشف أن السرّ يكمن في آلية جديدة تُعرف باسم "نقل الأيونات والإلكترونات المقترنة"، حيث لا تنتقل أيونات الليثيوم بكفاءة نحو الأقطاب إلا عندما ترافقها الإلكترونات في اللحظة ذاتها. هذا الفهم الجديد يفسّر التباينات التي حيّرت العلماء طويلاً، ويفتح الباب أمام تحسينات جذرية في سرعة الشحن والتفريغ.

وقال البروفيسور مارتن بازانت، أستاذ الرياضيات في MIT: "هذا الاكتشاف يمكّننا من تسريع التفاعلات داخل البطارية والتحكم بها بدقة، ما قد يرفع من كفاءة الشحن إلى مستويات غير مسبوقة."

وللتأكد من صحة النظرية، اختبر الباحثون أكثر من خمسين مادة مستخدمة في بطاريات الأجهزة الذكية والمركبات الكهربائية. وتبين أن النماذج القديمة كانت تبالغ في تقدير سرعة التفاعلات، بينما قدّمت النظرية الجديدة تفسيرًا أكثر واقعية واتساقًا مع البيانات الفعلية.

كما اكتشف الفريق أن تعديل مكونات الإلكتروليت السائل داخل البطارية يمكن أن يعزز سرعة الشحن ويقلل من التآكل الذي يحدّ من عمرها الافتراضي.

وأكد بازانت أن هذه النتائج "تزوّد الشركات المصنعة بإطار علمي متين لتصميم بطاريات أكثر كفاءة، بدل الاعتماد على أساليب التجربة والخطأ المكلفة".

أما البروفيسور يانغ شاو هورن، فأوضح أن هذا العمل "يوحّد سنوات من النتائج المتناقضة في نموذج واحد متكامل، يمهّد لتطور نوعي في تكنولوجيا البطاريات الحديثة".

للمزيد تابع خليجيون نيوز على: فيسبوك | إكس | يوتيوب | إنستغرام | تيك توك