تقدم رائد في تكنولوجيا تخزين الطاقة
في نهاية يونيو 2025، أعلن فريق من الباحثين في جامعة تكساس في دالاس (UT Dallas) عن اكتشاف مهم في مجال بطاريات الحالة الصلبة. وجدوا أنه عند مزج جزيئات دقيقة من إلكتروليتين صلبتين مختلفتين، يتكون هيكل جديد يُعرف باسم “طبقة شحنة الفضاء” (space charge layer) الذي يزيد بشكل ملحوظ من سرعة انتقال الأيونات (news.utdallas.edu).
ما هي طبقة شحنة الفضاء وكيف تعمل؟
عندما تتلامس مادتان من الإلكتروليت الصلب مختلفتان، مثل كلوريد الليثيوم-الزركونيوم وكلوريد الليثيوم-الإتريوم، تتجمع الأيونات على الحدود بينهما لتشكل طبقة مستقلة.
تؤدي هذه الطبقة إلى زيادة التوصيل الأيوني بشكل يفوق التوصيل الفردي لكل إلكتروليت.
قال الدكتور لايسوو سو، الباحث الرئيسي:
“هذا الاكتشاف يشبه دمج مكونين في وصفة طهي، والنتيجة النهائية تكون أفضل من كل منهما على حدة.” (en.wikipedia.org, news.utdallas.edu)
التطبيقات والأهمية العملية للاكتشاف
نُشرت التجارب في مجلة ACS Energy Letters (عدد مارس 2025)، وتم إبراز دراسة UT Dallas حتى أنها كانت على غلاف العدد (news.utdallas.edu).
توفر هذه التقنية طريقة جديدة لتصميم إلكتروليتات صلبة بأداء محسن.
تعد فعالة بشكل خاص للسيارات الكهربائية، الأجهزة المحمولة، وحتى التطبيقات الدفاعية مثل الطائرات بدون طيار والمعدات العسكرية (dallasinnovates.com).
دعم برنامج BEACONS والرؤية الدفاعية
تم دعم هذا البحث من قبل برنامج BEACONS (البطاريات والطاقة لتسريع التسويق والأمن القومي) الذي أُطلق عام 2023 بميزانية 30 مليون دولار من وزارة الدفاع الأمريكية. يهدف البرنامج إلى تسريع تقنيات البطاريات الوطنية للاستخدامات التجارية والأمنية (news.utdallas.edu).
قال الدكتور كيونغجيه تشو، مدير BEACONS وأحد مؤلفي الورقة:
“من المتوقع أن تحسن هذه التقنية أداء أنظمة البطاريات في الطائرات الدفاعية بدون طيار.” (news.utdallas.edu)
الفوائد الرئيسية للاكتشاف
الميزة | الفائدة |
زيادة كثافة الطاقة | إمكانية تخزين طاقة أكبر مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية |
أمان عالي | القضاء على الإلكتروليتات السائلة القابلة للاشتعال |
شحن وأداء أسرع | تسريع حركة الأيونات يحسن أداء الشحن والتفريغ |
تصميم مرن | إمكانية دمج مواد مختلفة لتحقيق نتائج مستقرة ومقاومة |
الخطوة التالية وآفاق البحث
يواصل فريق البحث دراسة تركيبات إلكتروليتية مختلفة لتحسين الأداء بشكل أفضل.
هدفهم تطوير نماذج صناعية لاستخدامها في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الشبكة.
يعد اكتشاف “طبقة شحنة الفضاء” في بطاريات الحالة الصلبة علامة بارزة في تحول تخزين الطاقة الآمن والمستدام والفعال.
مع استمرار الدعم من برامج مثل BEACONS، من المتوقع أن تصبح هذه التقنية عملية خلال السنوات القليلة المقبلة وتجد تطبيقاتها التجارية والعسكرية.
بالنسبة لشركات مثل Aras Energy، يمكن أن يكون هذا التقدم فرصة ممتازة لدخول قطاع تخزين الطاقة من الجيل القادم في الإمارات والشرق الأوسط.
