يمنح المنحل بالكهرباء الصلب بطاريات الليثيوم والكبريت قدرة تحمل مثيرة للسخرية

تبين أن اليود عنصر حاسم. في حين أن تبادل الإلكترونات مع الكبريت بطيء نسبيًا، فإن اليود يخضع لتبادل الإلكترونات (يسمى تقنيًا تفاعل الأكسدة والاختزال) بسرعة كبيرة. لذلك يمكن أن يعمل كوسيط في نقل الإلكترونات إلى الكبريت، مما يؤدي إلى تسريع التفاعلات التي تحدث عند القطب. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع اليود بنقاط انصهار وغليان منخفضة نسبيًا، ويشير الباحثون إلى وجود بعض الأدلة على أنه يتحرك داخل المنحل بالكهرباء، مما يسمح له بالعمل كمكوك إلكتروني.

النجاحات والتحذيرات

والنتيجة هي إلكتروليت أفضل بكثير، وهو ما يتيح الشحن السريع. من المعتاد أن يقلل الشحن السريع من السعة الإجمالية التي يمكن تخزينها في البطارية. ولكن عند شحنها بمعدل سريع للغاية (50 درجة مئوية، أي شحن كامل في ما يزيد قليلاً عن دقيقة واحدة)، فإن سعة البطارية المبنية على هذا النظام لا تزال تحتوي على نصف سعة بطارية يتم شحنها أبطأ 25 مرة (2 درجة مئوية، أو نصف ساعة إلى الشحن الكامل).

لكن الشيء اللافت للنظر هو مدى متانة البطارية الناتجة. وحتى عند معدل شحن متوسط ​​(5C)، لا يزال لديه أكثر من 80 بالمائة من سعته الأولية بعد أكثر من 25000 دورة شحن/تفريغ. وعلى النقيض من ذلك، تميل بطاريات الليثيوم أيون إلى الوصول إلى هذا المستوى من الاضمحلال بعد حوالي 1000 دورة. إذا كان هذا النوع من الأداء ممكنًا في بطارية يتم إنتاجها بكميات كبيرة، فمن المبالغة قليلاً القول إنه يمكن أن يغير علاقاتنا بشكل جذري مع العديد من الأجهزة التي تعمل بالبطاريات.

لكن الأمر غير الواضح على الإطلاق هو ما إذا كان هذا يستفيد استفادة كاملة من أحد الوعود الأصلية لبطاريات الليثيوم والكبريت: المزيد من الشحن بوزن وحجم معينين. ويحدد الباحثون البطارية المستخدمة للاختبار؛ أحد القطبين عبارة عن رقائق معدنية من الإنديوم/الليثيوم، والآخر عبارة عن مزيج من الكربون والكبريت والكهارل الزجاجي. توجد طبقة من المنحل بالكهرباء بينهما. ولكن عند إعطاء أرقام السعة التخزينية لكل وزن، يتم ذكر وزن الكبريت فقط.

ومع ذلك، حتى لو كانت مشكلات الوزن ستحول دون تخزينها في السيارة أو الهاتف الخلوي، فهناك الكثير من تطبيقات التخزين التي قد تستفيد من شيء لا يبلى حتى مع 65 عامًا من ركوب الدراجات يوميًا.

الطبيعة، 2025. DOI: 10.1038/s41586-024-08298-9 (حول معرفات الهوية الرقمية).