ستانفورد: وكالات

توصل فريق العلماء من "جامعة ستانفورد" ومختبر "سلاك" SLAC، الوطني للمسرعات الذرية في الولايات المتحدة، إلى حل المشكلة المعقدة المتصلة بنشوء دوائر صغيرة مقفلة ومضرة تؤدي إلى تعطل بطاريات الليثيوم المعدنية من الجيل المقبل لتلك البطاريات. 

[يفترض أنْ تسري الكهرباء وتستقر بسلاسة داخل بطارية الليثيوم. وبطريقة بقيت لغزاً قبل الآن، لوحظ تكون فجائي لدوائر مغلقة يتضارب فيها القطبان السالب والموجب داخل البطارية، ما يؤدي إلى استنزافٍ سريعٍ لمخزون البطاريَّة من الكهرباء. 

وقد توصل علماء ستانفورد إلى حل ذلك اللغز].

وأشار العلماء إلى أنَّ النتائج التي خلصوا إليها ربما تعود بفوائد مهمة على صناعة السيارات الكهربائية.

وحتى الآن، جرى الاعتماد على كون بطاريات الليثيوم المعدنية القابلة لإعادة الشحن خفيفة الوزن، وقابلة للاشتعال، وتختزن قدراً كبيراً من الطاقة ويمكن شحنها بسرعة كبيرة.

وعلى رغم ذلك، بقيت بطارية الليثيوم حتى الآن غير ملائمة للاستخدام التجاري نتيجة الإجهاد الميكانيكي الذي تتعرض له أثناء الشحن.

تطرق إلى هذه المشكلة الباحث المشارك في الدراسة ويليام تشو من "كلية ستانفورد دوير للاستدامة" الأميركية، وأشار إلى أنه "مجرد حدوث تقعّر بسيط في البطارية، أو ثنيها أو اعوجاجها ربما يسفر عن حدوث شقوقٍ نانويَّة الحجم أو بالغة الصغر في المواد، ما يسمح بدخول الليثيوم إلى مسارات الإلكتروليت الصلب، ويتسبب تالياً في حدوث تماس كهربائي". وأضاف تشو "حتى الغبار أو الشوائب الأخرى التي تجد طريقها إلى البطارية خلال عمليَّة التصنيع في مقدورها أنْ تولد ضغطاً كافياً يتسبب في تعطل هذا الجهاز". في سنوات ماضية، تركت هذه المعضلة الباحثين في حيرة من أمرهم، إذ افترض البعض منهم أنها تعزى إلى التدفق غير المقصود للإلكترونات، بينما ادعى آخرون أنها مشكلة كيماوية. 

لكنَّ علماء "جامعة ستانفورد" نهضوا بسلسلة من 60 تجربة كي يؤكدوا أنَّ المشكلات كانت في الواقع ناجمة عن تصدعات وخدوش وشقوق بالغة الصغر داخل إلكتروليتات صلبة من السيراميك.