مع تحرك العالم نحو إنتاج الطاقة النظيفة ، فإن الحاجة إلى بطاريات نظيفة للنقل ستزداد بلا شك. حتى الآن ، الحل الأكثر فعالية لدينا هو بطاريات الليثيوم أيون ، لكن لها العديد من العيوب.
تتمتع بطاريات أيون الصوديوم بإمكانيات هائلة كبديل ، لكن تقنيتها تسبب الكثير من الصداع للعلماء. يعتقد باحثون في جامعة جنيف الآن أنهم تمكنوا من حلها.
مشاكل بطارية الليثيوم أيون تمت مناقشتها أكثر من مرة. إنها ليست آمنة للغاية لأن السائل المنحل بالكهرباء يمكن أن يشتعل في حوادث مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد الليثيوم نفسه في جزء صغير نسبيًا من الأرض. يقول العلماء إن هذا سيطرح نفس المشاكل الجيوسياسية في المستقبل مثل النفط الآن. أخيرًا ، مع تقدم التكنولوجيا ، يجب أن نبحث دائمًا عن حلول أفضل.
الصوديوم ، وهو مجاور لليثيوم في الجدول الدوري للعناصر ، مرشح جيد ليحل محل هذا المعدن النادر والثمين. لدينا الكثير من الصوديوم في كل مكان. من الناحية النظرية على الأقل ، يمكن أن تكون بطاريات أيون الصوديوم أكثر أمانًا وقوة إذا تم استخدام إلكتروليت صلب. ومع ذلك ، هناك مشكلة واحدة - الصوديوم أثقل من الليثيوم ، مما يجعل من الصعب عليه المرور عبر الإلكتروليت.
في عام 2013-2014 ، اكتشف العلماء اليابانيون والأمريكيون أن الهيدروبورات يمكن أن تكون إلكتروليتات ممتازة لبطاريات الصوديوم ، ولكن فقط بعد الوصول إلى درجة حرارة 120 درجة مئوية. درجات الحرارة هذه ببساطة مرتفعة بشكل غير مقبول بالنسبة للبطاريات اليومية ، لكن الباحثين في جنيف الذين عملوا مع hydroborates لعقود رأوا حلاً لهذه المشكلة.
بدأ علماء البلورات في جنيف (الكيميائيون البلوريون) في تحسين المنحل بالكهرباء الهيدروجين وحققوا نتائج ممتازة.
قال رادوفان سيرني ، مدير المشروع: "لقد تمكنا من استخدام المحلول الكهربائي المائي في درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة إلى 250 درجة مئوية دون أي مخاوف تتعلق بالسلامة".
رحب الباحثون أيضًا بحقيقة أن بطاريات أيون الصوديوم التي يطورونها ستكون أكثر قوة.
كيف فعل الباحثون هذا؟ تم العثور على الإجابة على هذا اللغز في الفوضى. لقد خلط علماء البلورات بين التركيب الأنيق عادة للهيدرو بورات ، وخلقوا كرات من البورون والهيدروجين سالب الشحنة. كانت الفجوات بينهما كبيرة بما يكفي لتحرك أيونات الصوديوم موجبة الشحنة بين قطب كهربائي وآخر. تسمح الصيغة المختلطة ، على الرغم من عدم فعاليتها ، بأيونات الصوديوم بالتحرك بحرية.
يقول الباحثون إنهم يطورون بطارية مثالية تعتمد على إلكتروليت صلب بهيكل غير كامل. لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل تصنيع هذه البطاريات واختبارها. لكن النتائج الأولى جيدة حقًا.
يمكن لبطاريات أيون الصوديوم أن تحل محل خلايا أيونات الليثيوم ، مما يجعلها أكثر أمانًا وأرخص تكلفة وصديقة للبيئة.