حازم بدر
قطعة لتطوير الفاصل بين أنود وكاثود بطارية الليثيوم
طور مهندسو النانو في جامعة كاليفورنيا الأمريكية ميزة أمان تمنع بطاريات الليثيوم المعدنية من التسخين السريع واشتعال النار.
وخلال الدراسة التي نشرت الأربعاء في دورية "ساينس أدفانسيس" أعلن الفريق البحثي عن إجراء تعديل ذكي على جزء البطارية المسمى الفاصل، والذي يعمل كحاجز بين "الأنود والكاثود"، بحيث يبطئ تدفق الطاقة (وبالتالي الحرارة) التي تتراكم داخل البطارية.
وتفشل بطاريات الليثيوم المعدنية بسبب نمو الهياكل الشبيهة بالإبرة التي تسمى التشعبات على الأنود بعد الشحن المتكرر بمرور الوقت، وتنمو التشعبات لفترة طويلة بما يكفي لاختراق الفاصل وإنشاء جسر بين الأنود والكاثود، ما يتسبب في حدوث دائرة قصر داخلية. عندما يحدث ذلك، يخرج تدفق الإلكترونات بين القطبين عن السيطرة، ما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية على الفور والتوقف عن العمل.
ويقول ماثيو جونزاليس الباحث المشارك بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة كاليفورنيا: "الفاصل الذي طورناه يخفف من هذه الضربة، حيث يكون أحد جوانبه مغطى بشبكة رقيقة موصلة جزئيًا من الأنابيب النانوية الكربونية التي تعترض أي تشعبات تتشكل، ويكون بمثابة مسارًا يمكن من خلاله للإلكترونيات التصريف ببطء بدلاً من الاندفاع مباشرة نحو الكاثود مرة واحدة".
وكان العلماء الثلاثة الذين وضعوا الأساس العلمي لهذه البطاريات مع أزمة النفط في سبعينيات القرن الماضي قد حصلوا على جائزة نوبل في الكيمياء أكتوبر/تشرين الأول الماضي، بعد نحو 29 عاما من ظهور هذه البطاريات في الأسواق عام 1991.
ووضع البريطاني ستانلي ويتنغهام الأستاذ بجامعة ولاية نيويورك، الأساس العلمي لهذه البطاريات في السبعينيات، ثم قام بتطوير فكرة ويتنغهام العالم الأمريكي جون جودنوغ من جامعة تكساس، وأخيرا وضع الياباني أكيرا يوشينو من شركة أساهي كاسي وجامعة ميجو في اليابان، الشكل التجاري للبطاريات.
