توصل فريق من الباحثين إلى اكتشاف علمي جديد من شأنه أن يغير قواعد اللعبة في عالم تخزين الطاقة فقد تمكنوا من تطوير مادة مبتكرة قادرة على استبدال بطاريات الليثيوم أيون ببطاريات البوتاسيوم أيون potassium-ion مما يفتح آفاقًا جديدة أمام صناعة الطاقة المتجددة.
بطاريات البوتاسيوم أيون
على الرغم من الأداء المتميز الذي تتمتع به بطاريات الليثيوم أيون إلا أنها تواجه تحديات عديدة تتمثل في ندرة المادة الخام وارتفاع تكلفتها بالإضافة إلى مخاوف بيئية تتعلق باستخراجها.
لذلك، ظهرت بطاريات البوتاسيوم أيون كبديل قوي لبطاريات الليثيوم أيون التقليدية وذلك بفضل وفرة موارد البوتاسيوم المتاحة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم وكذلك خصائصه المميزة بما في ذلك الشحن السريع.
تستخدم أفضل تصاميم بطاريات البوتاسيوم أيون الحالية مهابط مصنوعة من الأبيض البروسي. ومع ذلك فإن تحقيق الأداء الأمثل يتطلب خلط الأبيض البروسي مع الكربون لتحسين ناقليته مما يضيف تعقيداً للتصميم.
ولهذا السبب عمل الباحثون على ابتكار مادة جديدة للمهبط من سيلينيد الكروم من شأنها أن تحسن سعة البطارية بشكل كبير.
سيلينيد الكروم مادة جديدة لمهبط البطاريات potassium-ion
أوضح الباحثون أن مهبط سيلينيد الكروم يحقق أداءً عالياً مع أقل من 10% من الكربون. كما يوفر النموذج الأولي سعة تبلغ 125 مللي أمبير ساعة/غرام، وقد يصل إلى الحد الأقصى النظري البالغ 127 مللي أمبير ساعة/غرام.
يسمح الهيكل الطبقي للمادة لأيونات البوتاسيوم بالتحرك بسلاسة بين الطبقات أثناء الشحن والتفريغ؛ مما يسمح للبطارية بالاحتفاظ بنسبة 85%من سعتها حتى عند سرعات الشحن العالية في اختبارات التي يتم إجراؤها في المختبرات. تتمثل الخطوة التالية للفريق في العثور على كهرليت يمكنه تعزيز أداء البطارية بشكل أكبر في التصميمات المستقبلية. فعلى الرغم من أن النتائج واعدة، إلا أن أداء البطارية يمكن أن يتحسن بشكل أكبر مع كهرليت محسن. وبخلاف بطاريات الليثيوم أيون، التي تستفيد من الكهرليتات المتخصصة المتاحة بسهولة، تتطلب بطاريات البوتاسيوم أيون بحثًا إضافيًا لتطوير خيارات كهرليت عالية الأداء.
ووفقاً للخبراء فإنه من المتوقع أن تكون أسعار هذه البطاريات معقولة كما أنها أسهل في الإنتاج من بطاريات الليثيوم أيون مما قد يسمح باستخدامها في تطبيقات واسعة كتخزين الكهرباء المولدة من مصادر متجددة.
