مادة جديدة تعزز كثافة طاقة البطاريات بنسبة 50 في المئة
كشف علماء في جامعة كاليفورنيا عن مادة رائدة تعزز أداء بطاريات الليثيوم أيون. تُعد هذه الابتكار وعدًا بتمديد مدى السيارات الكهربائية والأجهزة المحمولة بشكل كبير. تم نشر التفاصيل في مجلة Nature في 30 سبتمبر 2025.
في دراسة صدرت اليوم، أعلن باحثون من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، عن تطوير مادة كاثود جديدة لبطاريات الليثيوم أيون. تتكون هذه المادة من هيكل أكسيد نيكل-منغنيز-كوبالت معدل، وتحقق زيادة في كثافة الطاقة بنسبة 50 في المئة مقارنة بالبطاريات التقليدية. يعالج هذا الاختراق قيودًا رئيسية في تكنولوجيا البطاريات الحالية، مثل السعة المحدودة وأوقات الشحن الأبطأ.
بدأ الفريق البحثي، بقيادة الدكتورة إلينا راميريز، العمل على المشروع قبل ثلاث سنوات، مركزًا على تقنيات النانو هيكلة لتثبيت المادة أثناء دورات الشحن والتفريغ. 'يمكن أن يُحدث هذا ثورة في الطريقة التي نُغذي بها حياتنا اليومية، مما يجعل تخزين الطاقة المستدامة أكثر كفاءة وإمكانية وصول'، قالت الدكتورة راميريز في بيان صحفي الدراسة. تحافظ المادة على الاستقرار لأكثر من 1000 دورة مع أقل من 5 في المئة تدهور في السعة، وهي تحسين ملحوظ على الخيارات الحالية.
أظهرت الاختبارات التي أجريت في مختبر المواد المتقدمة في الجامعة إمكانيات البطارية للتطبيقات في العالم الحقيقي. على سبيل المثال، يمكن أن تمكن السيارات الكهربائية من السفر لمسافة تصل إلى 500 ميل بشحنة واحدة، مقارنة بالمتوسط الحالي الذي يبلغ حوالي 300 ميل. الدراسة، التي مولها منحة بقيمة 2 مليون دولار من المؤسسة الوطنية للعلوم، خضعت لمراجعة الأقران ونُشرت في Nature، مما يبرز صرامتها العلمية.
بينما تظهر المادة وعودًا، يشير الباحثون إلى أن توسيع الإنتاج للاستخدام التجاري سيحتاج إلى استثمار إضافي في عمليات التصنيع. لم يُقدم جدول زمني فوري للتسويق، لكن الشركاء في الصناعة أعربوا عن اهتمامهم باختبارات تجريبية. يتوافق هذا التطور مع الجهود العالمية لتسريع الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة وسط مخاوف التغير المناخي.
يأتي الإعلان في وقت يشهد فيه الطلب على البطاريات ارتفاعًا، مع توقعات بيع 40 مليون وحدة من السيارات الكهربائية سنويًا بحلول عام 2030، وفقًا لتقارير الصناعة. من خلال تحسين كثافة الطاقة دون زيادة حجم أو وزن البطارية، يمكن لهذه الابتكار تقليل الاعتماد على المعادن النادرة وخفض التكاليف للمستهلكين.