تعمل بطاريات الليثيوم أيون على تشغيل كل شيء من السيارات الكهربائية إلى الهواتف الذكية، لكنها مكلفة وتواجه مشكلة محدودية الإمدادات وقيو التصدير المفروضة على صادرات الليثيوم في الوقت الحالي، ما دفع العلماء إلى بديل ثوري أرخص وأكثر فاعلية وهو بطاريات الأكسجين أيون، وفق ما ذكرت صحيفة "ويسترن ستاندر" في الموضوع الذي ترجمت "اليوم" أبرز ما جاء فيه.
وقالت الصحيفة: "هيمنة الليثيوم على بطاريات السيارات الكهربائية على وشك التغيير بعد أن اخترع فريق بحثي بفيينا تقنية تي يو وين TU Wien. فبطارية الأكسجين أيون الجديدة يمكن أن تحدث ثورة في الأنظمة الكهربائية في جميع أنحاء العالم".
بطاريات الأكسجين أيون
واخترع الفريق البحثي في النمسا بطارية تعتمد على خلية طاقة أيونات الأكسجين، التي يطلق عليها اسم "البطارية الدائمة"، وتعتمد على السيراميك بدلاً من المعادن الأرضية النادرة.
ويقول المختروعون في الجامعة النمساوية، إن البطارية لا تتحلل أبدًا وتعيد شحن نفسها باستخدام الأكسجين من الغلاف الجوي.
على عكس بطاريات الليثيوم، التي تحتوي على عدد محدود من دورات الشحن، كما لا يلزم إعادة تدويرها أبدًا وتحافظ على قدرة شحن ثابتة حتى في الطقس البارد والظروف المناخية شديدة التطرف من البرودة أو الحرارة.
حول ذلك، علق ألكسندر شميد من معهد التقنيات الكيميائية والتحليلات في الجامعة التقنية بفيينا قائلاً: "لدينا الكثير من الخبرة في مجال المواد الخزفية التي يمكن استخدامها لخلايا الوقود لبعض الوقت".
وأضاف: "أعطتنا هذه الخبرة فكرة لإمكانية التحقق مما إذا كانت هذه المواد مناسبة أيضًا لصنع بطارية".
ويمكن للمواد الخزفية التي درسها فريق الجامعة التقنية، أن تمتص وتحرر أيونات الأكسجين سالبة الشحنة المزدوجة.
وذكر شميد "إنه عندما يتم تطبيق جهد كهربائي، تنتقل أيونات الأكسجين من مادة خزفية إلى أخرى، وبعد ذلك يمكن جعلها تتنقل مرة أخرى، وبالتالي تولد تيارًا كهربائيًا".
بديل أرخص
بالإضافة إلى ذلك، لفت شميدت إلى إن السيراميك، قديم قدم البشرية نفسها وهو متوفر بكثرة ورخيص، وهو مايعني إنه سيكون بديلًا أرخص يوفر نصف تكلفة السيارات الكهربائية تقريباً، على عكس الليثيوم الذي يعتبر نادرًا ويسبب أضرارًا بيئية واسعة النطاق للإنتاج، علاوة على ارتفاع أسعاره.
وذكر شميد، إنه مقابل كل طن من الليثيوم المستخرج، ينبعث 15 طنًا من ثاني أكسيد الكربون في الهواء.
كذلك، فإن بطارية أيون الليثيوم النموذجية بقدرة 80 كيلو وات في الساعة الموجودة في سيارة تسلا، على سبيل المثال، لها بصمة كربونية تبلغ حوالي 3.2 طن متري من ثاني أكسيد الكربون. بينما لا تُستخدم المعادن النادرة الأخرى، مثل الكوبالت والنيكل على الإطلاق.
عيوب بطاريات الليثيوم
كما إن لليثيوم عيب آخر يتمثل في كونه موردًا محدودًا ويجب معالجته قبل وضعه في البطارية. وتوجد أكثر من ثلثي قدرة تكرير الليثيوم في العالم في الصين.
وذكر البروفيسور يورجن فليج: "السيراميك غير قابل للاشتعال، لذا فإن حوادث اشتعال النار، التي تحدث مرارًا وتكرارًا مع بطاريات الليثيوم أيون مستبعدة عمليًا. بالإضافة إلى ذلك، ليست هناك حاجة لعناصر نادرة باهظة الثمن أو لا يمكن استخلاصها إلا بطريقة ضارة بالبيئة".
كما إن البطاريات المخترعة من قبل الجامعة قابلة للتطوير بسهولة، حيث قال العلماء إن الخلايا الخزفية يمكنها في النهاية تشغيل كل شيء من الساعات إلى أنظمة تخزين الطاقة الكبيرة التي يمكن أن تكون المفتاح لفتح مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مثل الرياح والطاقة الشمسية.
ولفتت الصحيفة إلا إنه حتى الآن لاتوجد أي معلومات حول الوقت الذي يمكنهم فيه إدخال المنتج إلى مرحلة الإنتاج التجاري، لكن الجامعة قالت إن طلب براءة اختراع لفكرة البطارية الجديدة قد تم تقديمه بالفعل مع شركاء من إسبانيا.
