بديل الليثيوم الرخيص.. “بطاريات الكالسيوم” اختراق علمي ياباني جديد 

طور باحثون من جامعة توهوكو اليابانية مؤخراً نموذجًا أولياً لبطارية من معدن الكالسيوم قابلة للشحن وإعادة الشحن 500 مرة.

وتعني خمسمائة دورة وهو معيار الاستخدام العملي للبطارية.

ووفقا لتقرير نشره موقع أويل برايس، مع تزايد مبيعات السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة على نطاق واسع، ظهرت الحاجة إلى استكشاف بدائل لبطاريات الليثيوم، بشكل أكبر من أي وقت مضى.

وهذا الإنجاز الذي نشر في المجلة العملية “ادفانس ساينس”، يركز على التقدم المحرز في عنصر الكالسيوم والذي يتم اختباره في نموذج أولي من البطارية.

بديل لـ”الليثيوم”

ويعد الكالسيوم هو خامس أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية. كما أنه متوفر على نطاق واسع وغير مكلف ، وله كثافة طاقة أعلى من بطاريات الليثيوم .

و يُعتقد أيضًا أن خصائصه تساعد في تسريع نقل الأيونات وانتشارها في الإلكتروليت مما يمنحها ميزة على البدائل الأخرى مثل المغنيسيوم والزنك.

العقبات أمام الجدوى التجارية

ولكن لا تزال هناك العديد من العقبات في طريق الجدوى التجارية لبطاريات الكالسيوم حيث ثبت أن الافتقار إلى إلكتروليت فعال وغياب مواد ذات قدرات تخزين كافية في الكالسيوم هي حجر العثرة الرئيسي.

وقدم في عام 2021 بعض أعضاء مجموعة البحث الحالية حلاً للمشكلة السابقة يعتمد على الهيدروجين. وعند تجربته، أظهرت البطارية تحسنًا ملحوظًا في الأداء.

ويوضح كازواكي كيسو ، الأستاذ المساعد في معهد أبحاث المواد بجامعة توهوكو أنه “بالنسبة للبحث الحالي، تم اختبار التشغيل طويل الأمد لبطارية معدنية من الكالسيوم مع جسيمات نانوية من كبريتيد النحاس.

ومن خلال الجسيمات النانوية، تمكن كيسو وزملاؤه من إنشاء بطارية قادرة على تخزين كميات كبيرة من أيونات الكالسيوم وذات أداء عالي الاستقرار.

وتعبر مجموعة الباحثين عن ثقتها من أن هذا الاختراق سيساعد في تقدم البحث في مواد للبطاريات القائمة على الكالسيوم.

وقال كيسو: “تؤكد دراستنا جدوى استخدام معدن الكالسيوم لعمليات طويلة المدى، ونأمل أن تسرع النتائج في تطوير بطاريات الكالسيوم المعدنية”.

وعندما يفكر المرء في المواد منخفضة التكلفة ، فإن الكالسيوم وأشكاله الطبيعية يتبادر إلى الذهن بسرعة كبيرة والنتائج النظرية رائعة جعله يعمل الآن هو احتمال قوي.