بطارية صلبة جديدة من أيونات الصوديوم.. هل تغيّر قواعد صناعة السيارات الكهربائية؟

نجح فريق من الباحثين في تطوير بطارية صلبة من أيونات الصوديوم (Na-ion) تُعد بديلًا أرخص وأكثر أمانًا للبطاريات التقليدية من الليثيوم (Li-ion) المستخدمة حاليًا في الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية.

وأوضح العلماء أن البطارية الجديدة تقلل خطر ما يُعرف بـ"الهروب الحراري"، وهي ظاهرة قد تتسبب في احتراق أو انفجار البطاريات عند تعرضها للتلف أو الدوائر القصيرة. 

مميزات بطارية الصوديوم الجديدة

تحتوي بطاريات الصوديوم الصلبة على مواد أكثر استقرارًا، وتستبدل الإلكتروليتات السائلة القابلة للاشتعال بمادة صلبة آمنة، ما يرفع من أمان استخدامها بشكل كبير.

تمكن الفريق من إنتاج مادة صلبة تحتوي على الكبريت والكلور لتعزيز التوصيل الكهربائي بطريقة مشابهة للإلكتروليتات السائلة، وأظهرت البطارية الجديدة كفاءة 99.26% بعد 600 دورة شحن كاملة، ما يقارب مستوى بطاريات الليثيوم الرائدة. 

وتعد هذه النسبة مؤشرًا على إمكانية الاعتماد على البطارية لفترات طويلة مع أداء مستقر دون تراجع كبير في الطاقة المخزنة.

ويقول البروفيسور يانغ تشاو قائد البحث وأستاذ الكيمياء في جامعة ويسترن: "استبدلنا الإلكتروليت السائل بإلكتروليت صلب غير قابل للاشتعال، مما يجعل البطارية أكثر أمانًا." 

كما استخدم الفريق مصادر الأشعة السينية الوطنية في كندا لدراسة حركة الأيونات داخل البطارية، ما ساعد على تحسين تصميمها وفهم التفاعلات الكيميائية بدقة أعلى، وهو أمر حاسم لتطوير البطاريات الصلبة ذات الأداء العالي.

تتيح بطاريات الصوديوم استخدام مواد متوفرة بكثرة مقارنة بالليثيوم، ما يخفض تكلفة إنتاج السيارات الكهربائية بشكل كبير ويزيد من استدامة سلسلة التوريد العالمية.

 كما أنها أسهل في إعادة التدوير، لاحتوائها على مواد أقل خطورة وغياب المعادن الثقيلة، ما يجعلها صديقة للبيئة ويقلل من المخاطر البيئية المرتبطة بالبطاريات التقليدية.

استخدامات بطارية الصوديوم الجديدة

ومن أبرز الاستخدامات المتوقعة للبطاريات الجديدة، السيارات الكهربائية وخزانات الطاقة على المستوى الوطني، خصوصًا في شبكات الطاقة المتجددة التي تحتاج لتخزين الكهرباء من مصادر غير مستقرة مثل الشمس والرياح. 

كما يمكن لهذه البطاريات المساعدة في حماية محطات الطاقة الكبيرة من المخاطر الناتجة عن الحرائق والحوادث التقنية، التي شهدت حوادث متكررة مؤخرًا في بعض محطات تخزين بطاريات الليثيوم، مثلما حدث في كاليفورنيا.

وفي الوقت الحالي، بدأت شركات كبرى مثل كاتل (CATL) وبي واي دي (BYD) في تطوير بطاريات الصوديوم. فقد أعلنت كاتل في أبريل الماضي عن بدء الإنتاج التجاري لمنصة "Naxtra"، والمتوقع استخدامها في السيارات بدءًا من عام 2026، بينما تركز بي واي دي على تطوير البطاريات لتخزين الطاقة لشبكات الكهرباء على نطاق واسع.

هذا التحرك يشير إلى أن صناعة السيارات والطاقة العالمية بدأت بالفعل في اعتماد بطاريات الصوديوم كحل مستقبلي أكثر أمانًا وأقل تكلفة.

ويأمل الباحثون أن تسهم هذه البطارية في دفع عجلة التحول نحو السيارات الكهربائية على نطاق أوسع، ما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري ويعزز جهود مواجهة تغير المناخ، مع ضمان مستويات أمان أعلى للركاب والمجتمع. 

وتعتبر هذه التقنية خطوة هامة نحو جيل جديد من البطاريات المستدامة التي تجمع بين الكفاءة والأمان والتكلفة المنخفضة.