عمان1:يعمل فريق من العلماء على تطوير جيل جديد من البطاريات الذكية ذاتية الإصلاح، قادرة على تشخيص الأضرار الداخلية والتدخل لإصلاحها بشكل تلقائي. هذا الابتكار الواعد قد يؤدي إلى مضاعفة العمر الافتراضي لمجموعات الطاقة في السيارات الكهربائية، ويُحسّن أداءها بشكل ملحوظ، مما يمهد الطريق لاعتماد أوسع لتلك المركبات.
وأوضح الباحثون أن "إطالة عمر البطارية لا تقتصر على تقليل الحاجة إلى استبدالها فقط، بل تسهم أيضًا في خفض البصمة الكربونية للسيارات الكهربائية، وهو ما يمثل فائدة مزدوجة للمستهلكين والبيئة".
وأشار يوهانس زيجلر، وهو عالم مواد في معهد فراونهوفر لأبحاث السيليكات بألمانيا، إلى أن هذه التقنية تهدف إلى تقليل استهلاك الموارد من خلال قدرة البطارية على إصلاح نفسها، مما يقلل الحاجة إلى تصنيع بطاريات جديدة.
وأضاف : "ما نقوم به مثير حقًا، فنحن لا نكتفي بإطالة عمر البطارية فحسب، بل نعيد التفكير في مستقبل التنقل الكهربائي. الأمر كله يتعلق بتكامل الابتكار في كل جزء من أجزاء النظام".

مشروع PHOENIX: رصد ذكي لأعطال البطاريات
ضمن مشروع PHOENIX، الذي يضم علماء من سويسرا وألمانيا وبلجيكا وإسبانيا وإيطاليا، يتم تطوير نظام متقدم يعتمد على أجهزة استشعار داخلية توفر بيانات أكثر دقة وتفصيلًا من أنظمة إدارة البطاريات التقليدية (BMS)، التي تكتفي بمراقبة مؤشرات السلامة الأساسية مثل درجة الحرارة والجهد والتيار.
وأوضح إيف ستوفر، مهندس في المركز السويسري للإلكترونيات والتكنولوجيا الدقيقة (CSEM)، أن الأنظمة التقليدية محدودة في قدراتها، بينما تقدم أجهزة استشعار PHOENIX إمكانيات أوسع، مثل: رصد التورم المادي داخل البطارية، وإنشاء خرائط حرارية داخلية، والكشف عن الغازات المحددة التي تشير إلى بداية تلف.
بمجرد رصد الخلل، يُفعّل "دماغ البطارية" آلية الإصلاح، التي قد تشمل استعادة الشكل الأصلي للبطارية، أو تطبيق حرارة موجهة لتحفيز إصلاح الروابط الكيميائية.

تقنيات متقدمة لإصلاح الأعطال
يستكشف الفريق عدة طرق لتحقيق الإصلاح الذاتي، من بينها استخدام: المعالجة الحرارية لاستعادة الروابط الكيميائية المتضررة، والمجالات المغناطيسية لإزالة "التشعبات" المعدنية التي قد تسبب دوائر قصيرة.
وأوضح ليو سوفو، كيميائي متخصص في البطاريات من مركز CSEM، أن الهدف هو استعادة البنية الكيميائية الدقيقة للبطارية تحت تأثير الحرارة أو الحقول المغناطيسية، بما يسمح بإطالة عمرها دون الحاجة إلى استبدال فوري.

تجارب حيوية وتطلعات للمستقبل
وصل البحث إلى مرحلة حاسمة في مارس 2025، حيث تم إرسال دفعة جديدة من أجهزة الاستشعار والمحفزات لاختبارها في خلايا البطارية، وهو ما يُعد خطوة محورية في التحقق من فاعلية النظام.
إضافة إلى زيادة عمر البطارية، يسعى الفريق إلى تحسين الأداء العام، من خلال تطوير بطاريات ذات كثافة طاقة أعلى، عبر استخدام أنودات مصنوعة من السيليكون بدلاً من الجرافيت، ما قد يتيح تخزين طاقة أكبر وتقليل وزن السيارة وزيادة مداها، وفقا لتقرير نشره موقع " interestingengineering ".

تقليل الاعتماد على الموارد وتحديات التكلفة
يساهم هذا المشروع في تلبية الطلب المتزايد على السيارات الكهربائية، مع تقليل الاعتماد على المواد الخام النادرة مثل الليثيوم والنيكل. إلا أن الباحثين يعترفون بأن دمج أجهزة الاستشعار المتقدمة قد يرفع تكلفة الإنتاج، ويعملون على تحسين الكفاءة لتحقيق توازن اقتصادي.