نجح فريق بحثي في الأكاديمية الصينية للعلوم بمختبر المجال المغناطيسي العالي في خفي، في تطوير محفز ألومنيوم أحادي الذرة يعزز استقرار بطاريات الصوديوم-الكبريت ويطيل عمرها الافتراضي، ما قد يجعل تخزين الطاقة المتجددة أكثر جدوى اقتصادية.
تقنية ذرية دقيقة
أجرى البروفيسور وانغ هوي والبروفيسور تشنغ فانغ تساي البحث، حيث تم استبدال ذرة أكسجين واحدة بذرة نيتروجين في البنية التقليدية للمحفز، لتكوين بنية Al–O3N تحيط بكل ذرة ألومنيوم بثلاث ذرات أكسجين وذرة نيتروجين واحدة.
أداء محسن في الاختبارات المعملية
أظهرت البطاريات المزودة بالمحفز الجديد سعة تخزين بلغت 1,196 ميلي أمبير ساعة لكل جرام بعد 100 دورة شحن وتفريغ، مع فقدان للسعة لا يتجاوز 0.017% في كل دورة عبر 2,500 دورة متتالية، متفوقةً على محفزات المعادن الانتقالية الأغلى ثمنًا.
حل لمشكلة تدهور الكاثود
تعاني بطاريات الصوديوم-الكبريت من فقدان المادة الفعالة في الكاثود بسبب تكون مركبات البولي سلفيد الصوديوم التي تذوب وتهاجر بعيدًا. المحفز الجديد يعزز تفاعل المواد المحتوية على الكبريت مع مواقع الألومنيوم، مما يثبت البولي سلفيدات ويمنع تدهور البطارية.
آفاق واعدة لتخزين الطاقة المتجددة
يتميز الألومنيوم بوفرة توفره وانخفاض تكلفته وخلوه من السمية، مما يجعله بديلًا جذابًا للمعادن النفيسة مثل البلاتين والكوبالت والنيكل. الجمع بين التكلفة المنخفضة والأداء المستدام قد يمكّن شركات المرافق من اعتماد بطاريات الصوديوم-الكبريت لتخزين الكهرباء المولدة من مصادر متجددة على نطاق واسع.
