ووفقاً للباحثين فإن خصائص البطارية البنيوية تعني أنه يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من المواقف المختلفة.
يمكن أن تكون هذه البطارية القوية وخفيفة الوزن المصنوعة من ألياف الكربون هي الحل للسفر الجوي الكهربائي.
يقول باحثون من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد إن المادة التي صنعت منها البطارية قوية بما يكفي لتكون بمثابة هيكل يتحمل الأحمال الثقيلة. ويقال إنها “أقوى بطارية في العالم” ويزعمون أنه يمكن دمجها في تصميم السيارة لتقليل الوزن وزيادة المدى.
“لقد نجحنا في إنشاء بطارية “مصنوع من ألياف الكربون المركبة التي تتمتع بنفس صلابة الألومنيوم وكثافة الطاقة بما يكفي لاستخدامها تجاريا”، كما تقول ريتشا تشودري، العالمة في جامعة تشالمرز وأحد مؤلفي الورقة البحثية المنشورة مؤخرا في مجلة Advanced Materials.
“تمامًا مثل الهيكل العظمي البشري، تتمتع البطارية بالعديد من الوظائف في نفس الوقت.”
هواتف “رفيعة” بحجم بطاقات الائتمان وطائرات كهربائية
ووفقاً للباحثين فإن خصائص البطارية البنيوية تعني أنه يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من المواقف المختلفة.
ويشمل ذلك الهواتف المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي يبلغ وزنها نصف وزن بطاقات الائتمان، حسبما ذكر البروفيسور ليف أسب، الباحث الرئيسي من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا. ولكنه أضاف أن الفريق لاحظ أيضًا قدرًا كبيرًا من الاهتمام من جانب صناعتي السيارات والفضاء.
أحد أكبر التحديات في الطيران الكهربائي تتمثل المهمة الرئيسية في موازنة كثافة الطاقة في مصدر طاقة البطارية. في المتوسط، تكون طاقة البطارية أثقل من وقود الطائرات بأكثر من 40 مرة. كما يجب أيضًا تعبئة هذه البطاريات في مساحات صغيرة نسبيًا.
يمكن دمج بطارية هيكلية خفيفة الوزن يمكنها توفير طاقة كافية في الجسم الذي تغذيه، مما يحل العديد من هذه المشكلات. لكن المنتقدين يقولون إن هذا يجعل استبدال البطاريات في وقت لاحق أمرًا صعبًا للغاية لأنها جزء لا يتجزأ من البناء.
ويزعم فريق جامعة تشالمرز للتكنولوجيا أنهم قد يتمكنون أيضًا من تقليل كمية الطاقة المطلوبة لتشغيل السيارة الكهربائية.
ويقول آسب: “لقد أجرينا حسابات على السيارات الكهربائية أظهرت أنها يمكن أن تسير لمدة أطول بنسبة 70 في المائة من اليوم إذا كانت تحتوي على بطاريات هيكلية قادرة على المنافسة”.
“قد يكون من الممكن أيضًا أن تكون المكونات مثل الالكترونيات في السيارات “أو تعمل الطائرات بالبطاريات الهيكلية. وسوف يتطلب الأمر استثمارات ضخمة لتلبية احتياجات الطاقة الصعبة لصناعة النقل، ولكن هذا هو أيضًا المكان الذي قد تحدث فيه التكنولوجيا أكبر فرق.”
لقد عمل الفريق على تطوير تقنية البطاريات الهيكلية
كان فريق جامعة تشالمرز يبحث في إمكانية إنشاء بطاريات هيكلية لسنوات عديدة. وعندما نشر آسب وزملاؤه أول بحث لهم في عام 2018، جذب ذلك قدرًا كبيرًا من الاهتمام.
حققوا أول اختراق لهم في عام 2021 ببطارية ذات كثافة طاقة تبلغ 24 وات في الساعة لكل كيلوغرام – أي حوالي 20 في المائة من سعة بطارية قابلة للمقارنة. بطارية ليثيوم أيون.
تصل قدرة الإصدار الأحدث إلى 30 واط في الساعة لكل كيلوغرام، وعلى الرغم من أن هذا لا يصل إلى نفس معايير معظم البطاريات، إلا أن هناك بعض المزايا.
“من حيث الخصائص متعددة الوظائف، فإن البطارية الجديدة أفضل بمرتين من سابقتها – وهي في الواقع الأفضل التي تم تصنيعها على الإطلاق في العالم”، كما يدعي Asp.
