"وداعًا للاحتراق"، ابتكار جديد يتحكم في درجة حرارة بطاريات الهواتف والسيارات

الإثنين، 21 يوليو 2025 07:28 م

بطاريات الليثيوم المعدنية

مع تطور الثورة التكنولوجية والسباق العالمي نحو مستقبل أكثر خضرة، يبرز الليثيوم كأحد أهم العناصر التي تُشكل ملامح العصر الحديث، فهو عنصر فضي خفيف لا يبدو لافتًا للنظر، لكنه أصبح بمثابة "الذهب الأبيض" لعالم يسعى للتخلص من الوقود الأحفوري.

فمن بطاريات الهواتف المحمولة إلى السيارات الكهربائية، ومن تخزين الطاقة الشمسية إلى شبكات الكهرباء الذكية، يكاد لا يخلو جهاز أو مشروع طاقة حديث، من بصمة هذا المعدن القلوي النشط، الذي يحمل الرمز الكيميائي Li.

خلفية الصورة — **بطاريات الليثيوم المعدنية**

أهمية بطاريات ليثيوم بالنسبة للتكنولوجيا

ويُستخدم الليثيوم أساسًا في تصنيع بطاريات ليثيوم أيون، والتي تُغذي المليارات من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وتحرك أساطيل من السيارات الكهربائية حول العالم، كما تتميز هذه البطاريات بخفة وزنها، وكثافة طاقتها العالية، وطول عمرها النسبي.

ولكن أهمية الليثيوم لم تقف عند ذلك، إذ تتجه الأنظار الآن نحو بطاريات الليثيوم المعدنية، والتي تُخزن طاقة تزيد عن بطاريات الليثيوم التقليدية، بما يصل إلى 10 أضعاف، ما قد يُحدث ثورة حقيقية في وسائل النقل وتخزين الطاقة المتجددة.

تطوير بطاريات الليثيوم المعدنية

وقد طور فريق من الباحثين الصينيين، نموذجًا أوليًا عمليًا لبطارية ليثيوم معدنية مزودة بمثبط حريق مدمج "مادة من أجل إبطاء أو تعويق الحرائق"، ما يعزز أمان السيارات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية المحمولة، ويُمهّد الطريق لاعتماد واسع لهذه التقنية الواعدة.

وهذا التطور جاء على يد الباحث "يينج تشانج"، وفريقه من معهد الكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، وصمموا بطارية جديدة تحتوي على بوليمر ذكي، يعمل كمثبط ذاتي للاشتعال، ويُطلق موادًا كيميائية مانعة للهب عند ارتفاع درجة الحرارة.

وتُعد بطاريات الليثيوم المعدنية، من أكثر أنواع البطاريات كثافة في الطاقة، إذ تستطيع تخزين كهرباء تفوق بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية، بما يصل إلى 10 أضعاف، ما يجعلها مثالية لتطبيقات تتطلب أداءً عاليًا، مثل السيارات الكهربائية والطائرات المسيّرة وأجهزة الحوسبة المحمولة.

ولكن هذه القوة، لا تخلو من مخاطر، فالبنية الكيميائية للبطارية، التي تعتمد على أنودات الليثيوم المعدنية وكاثودات من أكسيد النيكل عالية الجهد، قد تولد غازات قابلة للاشتعال، وعند ارتفاع درجة الحرارة، يمكن أن تؤدي هذه الغازات إلى حرائق أو حتى انفجارات.

ولتفادي هذه المخاطر، ابتكر الفريق الصيني بوليمر خاصًا يظل مستقرًا في درجات الحرارة العادية، لكنه يتحلل عند تجاوز حرارة 100 درجة مئوية، مطلقًا جزيئات تقلل التفاعلات الكيميائية الخطرة، التي تؤدي إلى تكون الغازات القابلة للاشتعال.

ولمزيد من التأكيد، قارن الباحثون بين النموذج المطور والبطارية القياسية، تحت ظروف تجريبية متماثلة، ورفعوا درجة الحرارة تدريجيًا، وعند 120 درجة مئوية، بدأت البطارية التقليدية بالاشتعال لتصل إلى 1,000 درجة خلال 13 دقيقة، فيما لم تتجاوز حرارة النموذج الجديد 220 درجة، ولم يشتعل أو ينفجر.

ودفعت هذه النتائج المذهلة الباحثين للتأكيد على أن هذه التقنية، تمثل "إستراتيجية ذكية لإدارة الغازات داخل البطارية"، وتعزز كلًا من السلامة الحرارية والاستقرار الكهروكيميائي، ونُشرت نتائج البحث في دورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم الأمريكية (PNAS).

ولفت الفريق إلى أن دمج البوليمر المانع للاشتعال، يمكن تنفيذه بتعديلات طفيفة على خطوط الإنتاج الحالية، ما يُسهّل من تبني التكنولوجيا الجديدة دون الحاجة إلى إعادة تصميم العمليات الصناعية من الصفر.

من أين يُستخرج الليثيوم؟

وبالرغم من أنه لا يُوجد بشكل حر في الطبيعة، فإن الليثيوم يُستخرج من الملح المتبخر في البحيرات المالحة أو من معادن الصخور مثل الإسبودومين، كما تتصدر أستراليا وتشيلي والأرجنتين والصين قائمة الدول المنتجة، بينما تسعى دول إفريقية مثل:- (زيمبابوي والكونغو الديمقراطية) لدخول السوق العالمية بقوة.

وتُعرف منطقة جنوب أمريكا الغنية ببحيرات الملح باسم "مثلث الليثيوم"، حيث تُنتج أكثر من نصف الليثيوم في العالم.

اكتشاف ضخم من الليثيوم باحتياطي 490 مليون طن في هونان الصينية

خطة الحكومة لتوطين صناعة بطاريات «أيون الليثيوم»، «وزير الكهرباء» يوضح

الوجه الآخر لـ"الذهب الأبيض"

وبالرغم من دوره الحيوي، لا يخلو إنتاج الليثيوم من تحديات بيئية، فعمليات الاستخراج، خصوصًا من المياه المالحة، تتطلب كميات هائلة من المياه في مناطق تعاني أصلًا من الجفاف، ما يطرح تساؤلات بيئية وأخلاقية حول استدامة هذا المورد.

إنتاج مصر من الليثيوم

وحتى الآن، لم تدخل مصر رسميًا سوق إنتاج الليثيوم، لكنها تملك مقومات جيولوجية واعدة، ومع توسع الدولة في مشروعات الطاقة النظيفة والمركبات الكهربائية، يبقى السؤال: هل تكتشف مصر كنزها الأبيض قريبًا ؟

تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (نبض) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (تيليجرام) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر قناة (يوتيوب) اضغط هــــــــنا
تابع موقع إيجي إن، عبر تطبيق (واتساب) اضغط هــــــــنا

إيجي إن-Egyin، هو موقع متخصص في الصناعة والاقتصاد، ويهتم بتقديم خدمة صحفية متميزة للقارئ، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق والأسرع والحصري، إضافة للتغطية والمتابعة على مدار الـ24 ساعة، لـ“أسعار الذهب، أسعار العملات، أسعار السيارات، أسعار المواد البترولية”، في مصر والوطن العربي وحول العالم.