نجحت مجموعة بحثية في ابتكار تقنية جديدة لتطوير بطاريات الهواتف الذكية، تسمح بإطالة عمرها 3 أضعاف العمر الافتراضي التقليدي، والذي يقدر بـ3 سنوات.
وقال باحثون في كلية الهندسة بمعهد “رويال ملبورن” الأسترالي “RMIT” إن تقنيتهم الجديدة ستصل بالعمر الافتراضي للبطاريات إلى 9 سنوات.
واعتمد الباحثون في دراستهم الجديدة على استبدال الجرافبت المستخدم في صناعة أقطاب البطاريات، بمادة جديدة وهي “MXene” تزيد العمر الافتراضي للبطارية.
وأوضح الدكتور أحمد الغزالي، باحث مصري ضمن الفريق البحثي، أن تصنيع أقطاب البطاريات من مادة “MXene” تسمح بإمكانية إزالة الصدأ عن البطاريات بعد استهلاكها لفترات طويلة، عبر استخدام الموجات الصوتية بترددات معينة، ما يزيل الصدأ ويعيدها لحالتها الأصلية كالجديدة.
وقال الغزالي لـ”الشرق”، إن البحث الجديد هو جزء من سلسلة أبحاث بدأها الفريق في 2021، وتركز بشكل رئيسي على تصنيع مادة الماكسين بواسطة الموجات الصوتية، وذلك بدلاً من الاعتماد على الطريقة التقليدية لتصنيعه والقائمة على استخدام الأحماض القوية مثل حمض الهيدروفلوريك.
وتملك “MXene” مجموعة فريدة من الخصائص، بما في ذلك قدرة فائقة على التوصيل الكهربائي والخصائص الميكانيكية للمعادن الانتقالية وامتصاص فعال للموجات الكهرومغناطيسية، ما يشجع على استخدامها في العديد من التطبيقات العملية.
واعتمدت فكرة البحث الأحدث على استخدام الموجات الصوتية كوسيلة منخفضة التكلفة للتخلص من الصدأ على سطح الماكسين، ما يطيل من عمره الافتراضي ويحافظ على خواصه وقدرته على الاحتفاظ بالشحنات الكهربائية.
مستقبل البطاريات
الباحث المصري أوضح أن الاستخدامات الرئيسية للماكسين تتمثل في تصنيع قطب الآنود، بدلاً من استخدام الجرافيت، وذلك يساعد على تقديم سعة تخزينية كبيرة للبطارية مع الحفاظ على حجم ضئيل لتصميمها، نتيجة الكثافة النوعية الفائقة للماكسين.
وسلط الغزالي الضوء على أن الماكسين يفتح المجال إلى عالم من البطاريات ذات العمر الطويل نتيجة قدرته الفائقة على الاحتفاظ بالشحنات الكهربائية بشكل جيد مع تكرار دورات الشحن، إذ من الممكن للبطاريات التي يدخل في تصنيع أقطابها أن تصل دورات شحنها إلى 10000 دورة شحن، مقارنة بـ1000 دورة شحن فقط مع أقطاب الجرافيت.
ورغم مزاياه المتعددة، ذكر الغزالي أن الماكسين يتضمن بعض أوجه القصور التي مازالت تمثل عقبات في وجه توسيع الاعتماد عليه في تصنيع البطاريات، مثل ارتفاع تكلفة التصنيع ومخاطر عملية إنتاجه نتيجة اعتماده على استخدام حمض الهيدروفلوريك، وضعف استقرار المادة والتي تتسبب في سهولة أكسدته.
عمر البطارية
وتعد سعة البطارية وعمرها الافتراضي من أهم الخصائص التي ينظر إليها مستخدمو الهواتف الذكية لدى شراء هاتف جديد، وكذلك الخواص المتعلقة بها مثل الشحن السريع.
وعمر البطارية “Battery Lifespan” هو مصطلح يعبر عن مدى قدرتها على الاحتفاظ بالشحنات الكهربائية بعد إتمام دوائر الشحن اليومية، إلى جانب عمر البطارية في الاستخدام اليومي.
ومع الصراعات العالمية على المواد الخام، خاصة مع تزايد الاتجاه نحو تطوير الأجهزة الإلكترونية، لا سيما السيارات الكهربائية، اشتعلت المنافسة مؤخراً على خام الليثيوم، ما رفع أسعار استبدال بطاريات الأجهزة الإلكترونية.
ورفعت شركة أبل، مطلع العام الجاري، أسعار استبدال بطاريات هواتف آيفون السابقة لعائلة آيفون 14 بمعدل 20 دولاراً، وزادت سعر استبدال بطاريات حواسيب”ماك بوك آير” 30 دولاراً، و50 دولاراً لبطاريات حواسيب “ماك بوك برو”.
وبالتالي فإن الجهد البحثي الجديد سيفتح مجالاً أوسع لإنتاج وتطوير بطاريات جديدة ذات عمر افتراضي أطول، ما يسهم في خفض الأعباء المالية التي يتحملها المستخدمون لتشغيل هواتفهم، ويحد كذلك من النفايات الإلكترونية.
