مادة تسمح للبطارية بالاحتفاظ بالشحنة عند ناقص 50 درجة مئوية
حصل علماء جامعة البحوث الوطنية الروسية بالتعاون مع علماء معهد الكيمياء الفيزيائية التابع لأكاديمية العلوم الروسية، على مادة تحمي بطاريات الليثيوم إيون من فقدان شحنتها.
وتشير مجلة Journal of Electroanalytical Chemistry، إلى أن بطاريات الليثيوم إيون تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية لوزنها الخفيف وكثافة الطاقة وبطء تفريغ الشحنة ذاتيا.
ولكن حتى الأنواع الحديثة من هذه البطاريات تفقد جزءا كبيرا من شحنتها حتى في ناقص 20 درجة مئوية، وتحتفظـ بـ 10بالمئة من طاقتها في زائد 20 درجة مئوية. وقد أصبحت هذه التقلبات مشكلة يعاني منها المستخدمون، في الوقت الذي يتجه العالم إلى تنمية المناطق القطبية حيث تنخفض درجات الحرارة إلى ناقص 50 درجة مئوية وأقل. لذلك فإن اختراع بطاريات مقاومة للبرد أصبح مسألة حيوية.
ومن أجل حل هذه المشكلة قرر علماء جامعة البحوث الوطنية ومعهد الكيمياء الفيزيائية توليف بلورات نانوية لعنصر الجيرانيوم ودراسة خصائصها الوظيفية كقطب سالب “أنود” في البطارية.
ويقول إيليا غافريلين، الباحث في الجامعة، “الشحنة التي يمكن أن يعطيها هذا القطب السالب أثناء التشغيل الاعتيادي كانت حوالي 250 مللي أمبير ساعة في درجة حرارة ناقص 50 درجة مئوية. وكما هو معلوم لا تعمل أقطاب الغرافيت نهائيا في مثل هذه الظروف، والأقطاب المصنوعة من تيتانات الليثيوم، قدرتها أقل بـ 2-3 مرات”.
ويشير الباحثون، إلى أن قدرة أنود الجيرانيوم المطور في ناقص 20 درجة مئوية، أعلى بـ 10 مرات من قدرة أنود الغرافيت القياسي. وأن المواد الأخرى “المقاومة للصقيع” لها عيوب معينة: جهد تشغيل منخفض واستهلاك منخفض للطاقة حتى في درجة حرارة الغرفة ، وشحنها بطيء جدا، وإنتاجها معقد، وغيرها.
ويقول أليكسي درونوف، الأستاذ المساعد في الجامعة، “نحصل على بلورات الجرمانيوم النانوية الخيطية الشكل بطريقة كهروكيميائية من محلول أكسيد الجرمانيوم على ركيزة موصلة. وبفضل تكنولوجيا بسيطة وخصائص خيوط النانو الفريدة تمكنا من تجاوز صعوبات كثيرة، ما يسمح بالاعتقاد بأن تكلفة إنتاج هذه الأقطاب ستكون منخفضة نسبيا”.
