تمكن فريق من العلماء في جامعة سخالين الحكومية، بالتعاون مع باحثين من الجامعة الفيدرالية في الشرق الأقصى والمركز العلمي في كولا التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، من تطوير مادة مبتكرة تشبه “الإسفنجة الأيونية” يمكنها تخزين الطاقة وإطلاقها بفعالية.

المميز في هذا الإنجاز هو أنّ المادة تعتمد على عناصر بسيطة وآمنة مثل الزنك والحديد.

قلب البطارية: كيف تعمل المادة الجديدة؟

يشكل هذا الابتكار أساساً جديداً لما يمكن أن تكون عليه بطاريات المستقبل، إذ تُعد المادة القادرة على تخزين وإطلاق الشحنات العنصر الأهم في أي بطارية.

وقد استطاع العلماء تقديم منهجية تصنيع تعتمد على مواد متوفّرة وآمنة، دون الحاجة إلى معادن أو مكوّنات هندسية باهظة الثمن أو عالية الخطورة.

بناء مادة مسامية عالية الموصلية

استخدم الباحثون طريقة تصنيع متقدمة تُسمّى طريقة الزول–جيل.

وتتميّز هذه التقنية بأنها لا تقوم بخلط المواد فقط، بل تسمح بنموّ بنية دقيقة تشبه الإسفنجة، مليئة بالمسام الصغيرة التي تُسهل مرور الأيونات.

نتائج مذهلة: موصلية تفوق التوقعات

أظهر فيرّيت الزنك الناتج عن هذه العملية موصلية أعلى بكثير مما كان متوقعاً نظرياً.

فالإسفنجة الأيونية الجديدة:

تسمح بمرور الجسيمات المشحونة بسهولة

تنقل التيار بسرعة أكبر

outperform المواد التقليدية المستخدمة في البطاريات

وبذلك، قد تصبح حجر الأساس لجيل جديد من البطاريات الأكثر كفاءة وأماناً.

إنتاج مواد بخصائص محددة مسبقاً

بيّنت الدراسة أن اختيار طريقة التصنيع بدقة يسمح بإنتاج مواد بخصائص يتم التحكم فيها مسبقاً، وهو ما يعد تطوراً مهماً في علم المواد.

والمادة الناتجة، “الإسفنجة الأيونية”، تُعد مرشحاً قوياً للاستخدام في:

بطاريات الأجهزة المحمولة

الخلايا القابلة لإعادة الشحن

وسائل النقل الكهربائي

حلول الطاقة المتجددة

وقد أصبحت نتائج البحث أساساً لبناء نماذج أولية لبطاريات تجريبية قد تستبدل النماذج التقليدية في المستقبل القريب.