نجح فريق من العلماء في جامعة ساراتوف الحكومية الروسية في تطوير مادة مبتكرة من شأنها إحداث ثورة في تقنيات تخزين الطاقة، حيث أظهرت النتائج الأولية للنمذجة الحاسوبية قدرة هذه المادة على تسريع عملية شحن البطاريات بمقدار 1.5 مرة، مع زيادة سعتها التخزينية بنحو خمسة أضعاف مقارنة بالتقنيات الحالية.

آلية عمل المادة المبتكرة

تعتمد التقنية الجديدة على تحسين الأقطاب الكهربائية داخل البطارية، وهي المسؤولة عن حركة أيونات الليثيوم. وأوضح الباحثون أن دمج مادة الغرافين -التي تتميز بسماكة لا تتجاوز ذرة واحدة- مع أكسيد الكوبالت والليثيوم (LiCoO?)، يخلق بنية هيكلية فائقة الكفاءة.

وقد توصلت الدراسة إلى أن تحقيق توازن دقيق بنسبة 8 أضعاف من حيث الكتلة لصالح أكسيد الكوبالت مقارنة بالغرافين، يوفر أفضل تدفق للأيونات، مما يرفع سرعة الشحن بمقدار 1.6 مرة مقارنة بأكسيد الكوبالت النقي المستخدم في البطاريات التقليدية.

حلول لمشاكل التلف والحرارة

تعاني البطاريات الحالية من تدهور في الأداء مع مرور الوقت، وهو ما يفسر حالات انتفاخ الهواتف ونفاد الطاقة السريع. وبحسب البيان الصادر عن الجمعية الروسية للعلوم، فإن هذه المادة الجديدة تتميز بخصائص فريدة، منها:

• ثبات حراري عالٍ: أثبتت المادة كفاءة استثنائية في درجات حرارة متطرفة، حيث لم تنخفض سعتها عند تبريدها إلى -40 درجة مئوية أو تسخينها إلى +80 درجة مئوية.
• طول العمر الافتراضي: بفضل تركيبتها الجديدة، لا تفقد المادة خصائصها بسهولة مع تكرار عمليات الشحن والتفريغ، مما يطيل عمر الأجهزة الإلكترونية.

ومن المتوقع أن يمهد هذا الابتكار الطريق لتطوير أنظمة تغذية أكثر تطوراً للهواتف الذكية، والحواسب المحمولة، والسيارات الكهربائية، مما يقلل من مخاطر التلف الحراري ويحسن من أداء الأجهزة في مختلف الظروف البيئية.