ابتكار بطارية كهربائية تعمل بكفاءة في درجات الحرارة المنخفضة

يواصل العلماء ابتكارهم لإيجاد طرق جديدة لمواجهة برودة الطقس، إذ يشكل انخفاض درجات الحرارة تحدياً كبيراً لأنظمة الطاقة والسيارات الكهربائية، إلا أن علماء ابتكروا بطارية كهربائية تعمل بكفاءة في درجات حرارة تصل إلى 50 درجة مئوية تحت الصفر.

وتولّت قيادة هذا التطوير البروفيسورة جودي لوتكنهاوس. ويُذكر أن كفاءة البطاريات الكهربائية تنخفض في الطقس البارد نتيجة تجمّد الإلكتروليت السائل.

وقالت البروفيسورة: “على سبيل المثال، خلال موجة البرد القياسية التي شهدتها شيكاغو عام 2024، لم تتمكن بطاريات السيارات الكهربائية من الشحن. في المقابل، تستخدم بطاريتنا الجديدة إلكتروليتا لا يتجمد، إضافة إلى بوليمرات نشطة، بدلًا من المواد غير العضوية الصلبة، ما يحسّن التوصيلية الكهربائية”.

وخلال الاختبارات، حافظت البطارية على 85% من سعتها عند درجة حرارة صفر مئوية، و55% عند 40 درجة مئوية تحت الصفر. ويعتمد تشغيل البطاريات عادة على حركة الأيونات عبر الإلكتروليت، وهي عملية تتباطأ مع انخفاض درجات الحرارة، إلا أن التركيبة الجديدة تعالج هذه المشكلة بفاعلية.

كما عزّز الباحثون، المتانة الميكانيكية للبطارية باستخدام ألياف الكربون، بدلا من مجمّعات التيار المعدنية، ما أسهم في تقليل الوزن وزيادة الموثوقية.

ويَعِدُ هذا التطوير بتحسين أداء مجموعة واسعة من الأجهزة والمعدات، بدءاً من الإلكترونيات المحمولة وصولا إلى منشآت البنية التحتية الحيوية.

وفي حال وقوع أعاصير قوية أو موجات برد مفاجئة، قد تتعطّل شبكات الكهرباء، إلا أن البطاريات الكهربائية الجديدة قادرة على تعويض هذه الانقطاعات. وفي هذا السياق، أكدت البروفيسورة لوتكنهاوس: “إذا أردنا إنشاء نظام طاقة صامد في جميع الظروف المناخية، فنحن بحاجة إلى وسائل لتخزين الطاقة لا تتأثر بتقلبات درجات الحرارة”.