باحثو معهد جورجيا للتكنولوجيا يطورون بطارية ذاتية الشحن

قامت مجموعة من مهندسى معهد جورجيا للتكنولوجيا بتطوير بطارية ذاتية الشحن و التى تقوم بشحن نفسها بنفسها و ذلك من خلال تحويل الطاقة الميكانيكية مباشرة إلى طاقة كيميائية و تخزين الطاقة حتى يتم تحريرها على هيئة تيار كهربائى .من خلال القضاء على الحاجة إلى تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية لشحن البطارية و هى عبارة عن خلية هجينية مولدة للكهرباء من خلال إستخدام الطاقة الميكانيكية بطريقة أكثر كفاءه من الأنظمة التى تستخدم المولدات و البطاريات المنفصلة .

و يتشكل قلب البطارية الذاتية الشحن من غشاء كهروضغطى و الذى يقوم بتحريك أيونات الليثيوم من جانب إلى آخر داخل البطارية أثناء تعرضها للجهد الميكانيكى و من ثم يتم تخزين أيونات الليثيوم مباشرة من خلال الغشاء المستقطب المخزن مباشرة كطاقة كيميائية بإستخدان عملية كهروكيميائية .

و عن طريق تسخير تلك القوة الضاغطة يمكن توليد قوة داخلية لخلية البطارية و التى تكفى لتزويد آلة حاسبة صغيرة بالطاقة و التى تشابه القوة الناتجة عن إحتكاك أسفل الحزاء بالطريق و بنفس الطريقة يمكن تشغيل الكثير من الأجهزة الإلكترونية و يمكن تعزيز الأجهزة العسكرية بها و ذلك للتعامل مع التطبيقات العسكرية فى أوقات الحروب أو أثناء المشى و التدريب فى الأماكن التى ليس بها وجود للطاقة الكهربائية .

يقول وانغ تشانغ لين، أستاذ هندسة المواد بمعهد جورجيا التكنولوجى :

” إعتاد الناس على إختلاف عمليات توليد الكهرباء و تخزينها فى وحدات مختلفة عن بعضها و لكننا قمنا بوضعهم معاً فى وحدة واحدة مختلطة لإنشاء خلية لبطارية تعمل على شحن نفسها ذاتياً و هى تقنية جديدة المسمع إلى حد ما على الكثيرين ” .و تتكون تلك البطارية من كاثود صنع من أكسيد الكوبالت و الليثيوم (LiCoO2) و آنود من ثانى أكسيد التيتانيوم (TiO2) و يتم فصل القطبين بغشاء من البولى فيلم و الذى يقوم بتوليد القوة الكهروضغطية و التى توضع تحت ضغط ما ، حينما يتم ضغط الخلية ميكانيكياً يقوم الغشاء بتوليد الطاقة الكهروضغطية و التى تخدم مضخة الدفع لإيصال أيقونات الليثيوم من الكاثود إلى الآنود و يتم تخزين الطاقة بعد ذلك فى الكاثود المكون من أكسيد الكوبالت و الليثيوم .

و تحدث عملية الشحن فى دورات مع ضغط لطاقة الخلية منتجة بذلك الطاقة التى تقود أيقونات الليثوم حتى التقطة التى يكون فيها التوازن الكيميائى للقطبين موجود و من خلاله يحدث توازناً بين جميه مجالات القوة الكهروضغطية و عند صدور القوة المطابقة و المرجوة من تلك العملية يتم إطلاق الطاقة و يختفى المجال الكهروضغطى و يتم الإحتفاظ بأيونات الليثيوم فى أنود عبر عملية كيميائية .