تطور جديد في بطاريات تدفق الأكسدة يحل مشكلة التكلفة الباهضة
قام باحثون من الهند بصنع بطارية تدفق الأكسدة والاختزال والمكونة من عنصرين متوفرين في الطبيعة وهما الزنك والحديد و لحل مشكلة قصر العمر الافتراضي لهذا النوع من البطاريات.
تعد بطاريات التدفق تدفق الأكسدة والاختزال أحد البدائل المستقبلية لبطاريات اليثيوم أيون كونها تتمتع بعمر افتراضي أطول وقدرة عالية على التفريغ بنسبة تصل 100٪ دون فقدان في الأداء. ولكن أحد أهم التحديات لهذا النوع من البطاريات عدم تصنيعها من مواد منخفضة التكلفة و متوفرة في الطبيعة.
الجدير بالذكر أنه قد تم استخدام بطاريات التدفق في العديد من المشاريع التجارية وهناك مشاريع قيد التنفيذ حاليا. ولكن مازال هناك بعض التساؤلات حول المواد المستخدمة في هذا نوع من البطاريات كونها تحتوي على مواد سامة كالفاناديوم المستخدم في معظم المشاريع الكبيرة .
وبالرغم من هذا يعتبر المختصون أن بطاريات التدفق القائمة على عنصر البروم والزنك تعد خيارا أفضل كونها أٌقل خطورة من ناحية التسمم. ولكن مؤخرا قام العلماء باكتشاف عنصر بديل و فعال في بطاريات التدفق وهو الحديد لتصبح بطاريات التدفق المصنوعة من الزنك والحديد (Zn-Fe) خيارًا مناسب بشكل أكبر كون وفرة الحديد يعزز من استخدام هذا النوع من البطاريات على نطاق واسع دون وجود أي صعوبات.
لكن في الغالب يوجد هناك مشكلة عند اجتماع هذين العنصرين وهو أنه يتم تشكيل كتلة بلورية على شكل شجرة مما يسبب في زيادة الفواقد و قصور في أداء البطارية الأمر الذي حد من انتشار استخدام هذه البطاريات.
ولحل هذه المشكلة قام باحثون و علماء من الهند باستخدام غشاء تبادل الأنيون (AEM) الذي صمم باستخدام كربونات الجوانيدين والفورمالديهايد والميلامين الأمر الذي منع من ظهور هذه التفرعات و التكلات البلورية. وتم الحصول على نتائج مذهلة حيث استطاع الباحثون بتحقيق جهد تفريغ يبلغ حوالي 1.34 فولت عند 25 مللي أمبير مع كفاءة تبلغ 92 ٪ خلال 30 دورة شحن-تفريغ.
2021,C. Balakrishnan Jeena©
يعد هذا الابتكار لهذا الغشاء أمرا مهما كونه سيمكن من تصنيع بطاريات التدفق بتكلفة أقل من التقنيات الموجودة و المعتمدة بشكل أساسي على العناصر الثمينة. وهذه أحد أهم التوجهات البحثية على مستوى العالم لتصنيع بطاريات عالية الكفاءة و بتكلفة أقل بشرط أن تكون مصنوعة من عناصر متوفرة بكثرة في الطبيعة .
لمعرفة مبدأ عمل بطاريات التدفق شاهد الفيديو التالي من شركة SCHMID الذي يشرح مبدأ عمل بطاريات التدفق القائمة على عنصر الفاناديوم
