علماء يطورون بطاريات تشحن في أقل من 5 دقائق

ثورة في عالم البطاريات علماء يطورون تقنيات تتيح الشحن الكامل في أقل من 5 دقائق
مقدمة نهاية عصر الانتظار الطويل للشحن
في تطور قد يغير وجه التكنولوجيا الحديثة تمكن علماء من مختلف أنحاء العالم من تطوير جيل جديد من البطاريات القادرة على الشحن الكامل في أقل من خمس دقائق. هذا الاختراق العلمي الكبير يأتي كحل للعائق الرئيسي الذي ظل يقيد انتشار الأجهزة الإلكترونية والسيارات الكهربائية لعقود مشكلة بطء الشحن .
التقنيات الرائدة في مجال الشحن السريع
1. تقنية أنابيب ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية
طور علماء من جامعة نانيانغ التقنية في سنغافورة بطارية ليثيوم أيون يمكن شحنها بالكامل في أقل من 5 دقائق مع عمر افتراضي يصل إلى 20 عاما أطول بعشر مرات من البطاريات التقليدية. يعتمد هذا الابتكار على استبدال مادة الغرافيت المستخدمة في الأقطاب السالبة بمادة هلامية مصنوعة من أنابيب ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية التي تعد أنحف بآلاف المرات من شعر الإنسان .
2. تقنية الفولت غير الخطي للعالم المغربي رشيد اليزمي
نجح العالم المغربي رشيد اليزمي وفريقه في سنغافورة في تطوير شاحن يستغرق 5 دقائق فقط لشحن بطاريات الليثيوم بالكامل. تعتمد التقنية الجديدة على التحكم في تيار الكهرباء بدلا من الضغط الكهربائي مما يقلص زمن الشحن من 30 دقيقة للشحن من 20 إلى 80 إلى 5 دقائق فقط للشحن الكامل .
3. بطاريات الأسفلت والجرافين من جامعة رايس
ابتكر باحثون أمريكيون في جامعة رايس بطاريات تستخدم الكربون المستخرج من الأسفلت المخلوط بشرائح الجرافين والمغطى بمعدن الليثيوم. هذه البطاريات يمكن شحنها بالكامل في 5 دقائق بدلا من ساعتين في البطاريات التقليدية كما أنها تمنع تكون الترسبات التي تقصر عمر البطارية .
التطبيقات المحتملة لهذه التقنيات
1. ثورة في عالم السيارات الكهربائية
تمثل تقنية الشحن السريع حلا لمشكلة القلق من المدى التي تعاني منها السيارات الكهربائية. كما أوضح ليندن آرتشر من جامعة كورنيل فإن القدرة على الشحن في 5 دقائق ستقلل من الحاجة لبطاريات كبيرة الحجم مما سيخفض تكلفة السيارات الكهربائية ويسرع من اعتمادها على نطاق واسع .
2. تحول جذري في الأجهزة الإلكترونية المحمولة
ستغير هذه التقنيات طريقة استخدامنا للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية حيث سيصبح الانتظار لساعات لشحن الجهاز شيئا من الماضي. شركة نيوبولت البريطانية الناشئة تمكنت بالفعل من تطوير بطارية ليثيوم أيون بسعة 35 كيلوواتساعة تشحن من 10 إلى 80 في 4 5 دقائق فقط .
التحديات والعقبات أمام الانتشار التجاري
رغم هذه الابتكارات الواعدة لا تزال هناك تحديات تقنية وتجارية يجب التغلب عليها
1. ندرة المواد الخام بعض التقنيات تعتمد على مواد مثل النيوبيوم الذي يتم استخراج 83 ألف طن فقط منه سنويا مقارنة ب 1 6 مليون طن من الجرافيت .
2. تكلفة التصنيع تحتاج بعض هذه التقنيات إلى بنية تحتية تصنيعية جديدة.
3. السلامة ارتفاع درجة الحرارة أثناء الشحن السريع قد يشكل خطړ الاشتعال .
4. البنية التحتية للشحن تحتاج محطات الشحن إلى التحديث لاستيعاب التقنيات الجديدة .
المستقبل نحو عالم بلا انتظار للشحن
يتوقع الخبراء أن تصبح تقنيات الشحن السريع هذه متاحة تجاريا خلال العامين المقبلين . مع تطور هذه التقنيات وانتشارها قد نشهد قريبا نهاية عصر الانتظار الطويل لشحن الأجهزة وبداية حقبة جديدة حيث تصبح عملية إعادة الشحن سريعة وسهلة مثل ملء خزان الوقود في السيارة التقليدية .
هذه الثورة في عالم البطاريات لا تمثل مجرد تطور تقني بل تحولا جذريا في طريقة تفاعلنا مع التكنولوجيا حيث ستصبح فكرة نفاد الطاقة في الأجهزة الإلكترونية أو المركبات الكهربائية شيئا من الماضي.