تعمق في أبحاث البطاريات المتطورة في جامعة ولاية أريزونا حيث يستكشف العلماء اندماجا رائدا بين الليثيوم والصوديوم. يهدف هذا النهج المبتكر إلى معالجة التكاليف المتزايدة وتحديات سلسلة التوريد المرتبطة ببطاريات الليثيوم أيون. اكتشف مزايا وعيوب استبدال الصوديوم بالليثيوم والعملية الدقيقة التي ينطوي عليها تصنيع مواد الليثيوم والصوديوم ، مما يوفر حلا محتملا للطلب المتزايد على الليثيوم.

الهدف من البحث:

يبحث الباحثون في جامعة ولاية أريزونا في تقنية لديها القدرة على إعادة تشكيل مشهد البطارية: مزيج من الليثيوم والصوديوم. الهدف هو خفض التكاليف وتحقيق الاستقرار في سلسلة التوريد. تشير النتائج الأولية إلى أن الاستقرار الديناميكي الحراري لمخاليط الصوديوم والليثيوم يبلغ 10٪ ولديه القدرة على الوصول إلى 20٪. يعمل الباحثون على تطوير طريقة لخلط الليثيوم والصوديوم للبطاريات عالية الجودة ، بهدف تحقيق تقدم كبير في تكنولوجيا البطاريات. من خلال الجمع بين هذين العنصرين ، فإن الهدف هو معالجة الندرة المتزايدة للليثيوم ، والتي يزداد الطلب عليها لاستخدامها في بطاريات الليثيوم أيون.

لماذا الصوديوم كبديل؟

أصبح الليثيوم الذهب الجديد حيث ارتفع الطلب على بطاريات الليثيوم أيون في السيارات الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة بشكل حاد ، مما أدى إلى ارتفاع الأسعار والتأثير على المعروض من هذا المعدن النادر نسبيا. العلماء على وشك تطوير طريقة لاستخدام الصوديوم كبديل لبعض الليثيوم ، وبالتالي تقليل التكاليف وضمان إمدادات مستقرة.

صالح:

في الآونة الأخيرة ، بدأ العلماء في التفكير في التخلي التام عن الليثيوم وبدلا من ذلك استخدام الصوديوم أو عناصر أخرى في بطاريات عالية الجودة. الصوديوم أرخص وأكثر سهولة (يوجد في شكل كلوريد الصوديوم في مياه البحر) ،

العائق:

كما أن لها عيوبها. عندما يتعلق الأمر بتوفير الطاقة المركزة المطلوبة للمركبات والأجهزة المحمولة ، لا تزال بطاريات الليثيوم هي الخيار الأفضل. إن خلط الليثيوم والصوديوم في نفس البطارية يبشر بالتخفيف من مشكلات التوريد وتمهيد الطريق لإنتاج بطاريات أرخص وسلسلة توريد أكثر أمانا.

تصنيع مواد الليثيوم الصوديوم

يقوم فريق البحث بتصنيع مواد الليثيوم والصوديوم وتوصيف هيكلها وتوحيدها وخصائصها الديناميكية الحرارية. يستخدم الباحثون تقنية متخصصة طورها وحسنها مختبر نافروتسكي ، والمعروفة باسم كالوريمتر ذوبان أكسيد درجة الحرارة العالية ، لقياس استقرار الطاقة للمواد. كما أنهم يجرون تجارب تسخين لتحديد التحلل المحتمل أثناء الاستخدام.

استخدام الصوديوم والليثيوم كخليط:

من خلال خلط كمية صغيرة من الصوديوم مع الليثيوم واختبار ثباته ، يلاحظ الباحثون كيف يؤثر على أدائه. هذه عملية تدريجية ، وفي البداية ، قد لا يكون الاستقرار واعدا للغاية – الخطوة الأولى هي معرفة ما إذا كان الخليط يمكنه الاحتفاظ بشكل قابل للاستخدام. ومع ذلك ، مع زيادة محتوى الصوديوم ، يتحسن الاستقرار أيضا. حتى الآن ، حققوا خليطا بنسبة 10٪ ، والذي يبدو واعدا ولا يزال مستقرا من الناحية الديناميكية الحرارية.