نجح فريق من العلماء في تطوير بطارية الهيدروجيل المرنة والقابلة للتمدد، والتي تمتاز بخصائص ذاتية الشفاء، وخلوها التام من المواد السامة والمشكلات التقليدية المرتبطة بالرطوبة.
يفتح هذا الابتكار آفاقًا جديدة أمام الإلكترونيات المرنة والذكية، بعدما أثبتت بطارية الهيدروجيل الجديدة قدرتها على التحمل الشديد، حتى بعد تعرضها للقطع والطعن والالتواء.
نهاية لمخاطر بطاريات الليثيوم التقليدية
تعاني بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة حاليًا من تدهور الأداء نتيجة تسرب الرطوبة، فضلًا عن مخاطر الاشتعال بسبب الإلكتروليتات السامة.
لكن الدراسة التي نُشرت في مجلة "ساينس أدفانسز" في 9 أبريل، قدمت حلًا ثوريًا عبر إلكتروليت جديد خالٍ من الفلور، ليكون أكثر أمانًا للبيئة وللإنسان على حد سواء.
اختبارات قاسية وأداء مستقر
خضعت بطارية الهيدروجيل لاختبارات قاسية وصفها العلماء بـ"التعذيب"، شملت تعريضها لحرارة ورطوبة شديدتين، والقطع والطعن بأدوات حادة.
وعلى الرغم من كل ذلك، أثبتت البطارية قدرتها على العمل بشكل مستقر لأكثر من 500 دورة شحن وتفريغ خلال شهر، دون الحاجة إلى غلاف صلب أو حماية إضافية.
الطريق إلى الإلكترونيات الذكية
على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون ما تزال تتفوق من حيث الطاقة المخزنة، حيث تبلغ قدرتها من 200 إلى 300 واط/كجم، فإن بطارية الهيدروجيل التي تتراوح قدرتها بين 50 و150 واط/كجم، تبدو أكثر مثالية لتطبيقات الإلكترونيات المرنة.
ومن أبرز الاستخدامات المحتملة لبطارية الهيدروجيل هي أجهزة تتبع اللياقة الحيوية، المستشعرات الطبية، الملابس الذكية، والشاشات المدمجة.
إمكانيات مستقبلية مذهلة
تُعد بطارية الهيدروجيل خيارًا مثاليًا أيضًا لقطاعات متقدمة مثل استكشاف الفضاء والروبوتات تحت الماء، التي تتطلب مرونة كبيرة وقدرة على التحمل في البيئات القاسية.
ويمثل الدمج بين الهيدروجيل والإلكتروليت والإيلاستومر ذاتي الشفاء نقلة نوعية، حيث تستعيد البطارية ما يقارب 90% من سعتها حتى بعد تعرضها للتمزق.
وتمثل بطارية الهيدروجيل تحولًا جذريًا في تقنيات تخزين الطاقة، ليس فقط لقدرتها على العمل تحت ظروف قاسية، بل لأنها صديقة للبيئة، وآمنة، وذات كفاءة عالية، ويبدو أنها مرشحة لتكون العمود الفقري للجيل المقبل من الإلكترونيات الذكية.
يمكنك أن تقرأ أيضًا:
نهج جديد يجعل الذكاء الاصطناعي يحاكي الذاكرة البشرية
