أوتاوا-سانا
طوّر باحثون أقطاباً كهربائية مسامية باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، مستفيدين من هياكل مستوحاة من الطبيعة، في خطوة قد تسهم في رفع كفاءة بطاريات التدفق المستخدمة لتخزين كميات كبيرة من الطاقة المنتجة من مصادر متجددة، مثل الرياح والشمس.
وبينت جامعة واترلو الكندية في تقرير نشرته أمس الثلاثاء، أن فريقاً بحثياً أعاد تصميم أقطاب كهربائية لبطاريات التدفق باستخدام هياكل هندسية مستوحاة من الطبيعة، واختبر عدة تصاميم تعرف باسم «الأسطح الدنيا الدورية الثلاثية» (TPMS)، حيث حقق التصميم الماسي أفضل أداء، متفوقاً بنسبة 52 بالمئة على التصاميم الأخرى التي خضعت للاختبار.
واستخدم الباحثون الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع هياكل مسامية تتيح التحكم في حركة الإلكتروليت السائل داخل القطب، وتعزز وصوله إلى الأسطح التي تحدث عندها التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن تخزين الطاقة وإطلاقها.
وتختلف بطاريات التدفق عن بطاريات الليثيوم-أيون في طريقة تخزين الطاقة، إذ تحتفظ بالإلكتروليتات السائلة المائية في خزانات خارجية، ويمكن زيادة كمية الطاقة المخزنة من خلال زيادة حجم هذه الخزانات، ما يجعلها مناسبة لتطبيقات تخزين الطاقة على نطاق واسع.
واختبر الفريق الأقطاب المصنّعة بالطباعة ثلاثية الأبعاد في خلايا تدفق مخبرية، إضافة إلى بطارية تدفق تعتمد على الفاناديوم، وأظهرت النتائج إمكانية تشغيل هذه الهياكل ضمن بطارية تدفق فعلية.
وستركز الدراسات المقبلة بحسب الباحثين على زيادة مساحة سطح الأقطاب وتحسين عمليات تصنيعها، إلى جانب تطوير تصاميم هندسية أكثر كفاءة.
