بطاريات أيونات الكالسيوم تحقق ألف دورة شحن وتعد بمستقبل أكثر استدامة للطاقة

أعلن باحثون في جامعة هونج كونج للعلوم والتكنولوجيا (HKUST) عن تطوير بطارية جديدة تعتمد على أيونات الكالسيوم يمكنها الصمود أمام ألف دورة شحن كاملة، في خطوة تعد تقدما كبيرا نحو بدائل مستدامة لتقنيات بطاريات الليثيوم المستخدمة حاليا في السيارات الكهربائية وشبكات الطاقة المتجددة .

وقال فريق البحث بقيادة البروفيسور يونسيوب كيم من قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية بالجامعة إنهم ابتكروا إلكتروليت شبه صلب يعتمد على أطر عضوية نشطة بالأكسدة والاختزال، مما حسن من نقل الأيونات واستقرارها، وهما من أبرز التحديات التي واجهت بطاريات الكالسيوم سابقاً.

وأضاف كيم: "الكالسيوم عنصر متوفر وآمن ومنخفض التكلفة مقارنة بالليثيوم، وتصميمنا يثبت أن أنظمة الكالسيوم يمكن أن تحقق كفاءة ومتانة مماثل"، ويشير الباحثون إلى أن هذه التقنية يمكن أن تستخدم في السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة على نطاق واسع والأجهزة المحمولة، مع تقليل الأثر البيئي الناتج عن استخراج الليثيوم والكوبالت.

ويرى محللون أن هذا الإنجاز قد يخفف الضغط على سلاسل توريد المعادن النادرة ويعزز التحول نحو حلول طاقة أكثر استدامة ، ورغم النجاح في تحقيق ألف دورة شحن، يواجه الباحثون عقبات تتعلق بـ التصنيع التجاري واسع النطاق، إذ إن إنتاج الإلكتروليت شبه الصلب لا يزال معقدا.

كما أن كثافة الطاقة لبطاريات الكالسيوم ما زالت أقل من نظيراتها عالية الأداء من الليثيوم، وهو ما يتطلب المزيد من الأبحاث لتحسين كفاءة التخزين.

من جانب آخر، يتطلب اعتماد هذه التقنية على نطاق صناعي سنوات من الاختبار والتجارب الميدانية قبل أن تصبح خياراً أساسياً لشركات السيارات ومشغلي شبكات الطاقة، ومع ذلك، يتوقع خبراء أن تضع نتائج جامعة هونج كونج بطاريات الكالسيوم في موقع منافس قوي ضمن أبحاث الجيل القادم من تقنيات التخزين.

وإذا أمكن تحقيق الأداء نفسه على نطاق صناعي، فقد تصبح بطاريات الكالسيوم إلى جانب الصوديوم والمغنيسيوم جزءاً من مستقبل الطاقة العالمي المستدام.