تتطور تقنية البطاريات بوتيرة متباينة؛ فبينما تشهد بعض السنوات تحسينات تدريجية محدودة، تظهر في أحيان أخرى اختراقات تقنية قد تعيد تشكيل الصناعة بالكامل. واليوم، يقف قطاع المركبات الكهربائية عند أعتاب واحدة من أهم هذه اللحظات بفضل الأنود السيليكوني، المكوّن الذي قد يضاعف طاقة البطاريات ويقلّص زمن الشحن بصورة جذرية.
على مدار عقود، سيطر الغرافيت على تصنيع الأنود داخل بطاريات الليثيوم أيون، لكن تكلفته العالية، وتحديات استخراجه، واعتماد سلاسل توريده على الصين دفعت الشركات للبحث عن بدائل. الآن، يبدو أن الحلّ المثالي بدأ يتشكل عبر تعاون رائد بين Group14 Technologies المدعومة من بورشه، وشركة Sionic Energy الأمريكية، حيث أعلنت الشركتان عن نتائج واعدة تُعدّ بمثابة نقطة تحوّل في هذا المجال.
الأنود هو المكوّن الذي يخزّن أيونات الليثيوم أثناء الشحن ويطلقها أثناء الاستخدام، ما يجعله المسؤول الأول عن كمية الطاقة التي يمكن للبطارية احتواؤها وسرعة شحنها.
يمتلك السيليكون قدرة نظرية على تخزين الليثيوم أكبر بــ 10 مرات من الغرافيت، لكن المشكلة كانت دائمًا في:
ومع ذلك، تمكنت Group14 وSionic Energy من تطوير أنود سيليكوني بنسبة 100% باستخدام مركب سيليكون-كربون وهندسة جديدة للمواد والروابط، مما سمح بتجاوز مشكلات الانتفاخ وفقدان السعة.
اختُبرت الأنودات في خلايا بطارية بحجم 4Ah و10Ah و20Ah، ونجحت في تقديم أداء ثابت عند:
أرقام مذهلة تؤكد قدرة التقنية على العمل في بيئات شديدة الحرارة، وهي خطوة مهمة نحو الاعتماد التجاري الواسع.
كما أعلنت الشركتان عن إمكانية تحقيق:
مقارنةً بالبطاريات الحالية ذات 200–300 Wh/kg، يمثل هذا قفزة هائلة في الأداء بوزن أقل وحجم أصغر.
تُستخدم بطاريات الأنود السيليكوني بالفعل في هواتف صينية رائدة تقدم أداءً يتفوق على أحدث أجهزة أيفون وبيكسل دون زيادة السمك أو الوزن.
أما في قطاع السيارات، فقد ظهرت التقنية في:
رغم ذلك، لا تزال تطبيقات التقنية محدودة في السيارات عالية الأداء، لكنها تقترب من الاستعمال الجماهيري مع دخول حلول "Drop-In" التي تُمكّن أي مصنع بطاريات من استخدامها دون إعادة تصميم خطوط الإنتاج.
ومع تزايد الضغوط لرفع مدى السيارات وتقليل أوقات الشحن وخفض الأسعار، تمثل هذه التقنية الحل الأكثر واقعية في السنوات القليلة القادمة، حتى وإن لم تصل البطاريات الصلبة بعد إلى مرحلة النضج التجاري.
الأنود السيليكوني قد لا يكون مجرد تطوير تقني، بل ثورة حقيقية في عالم تخزين الطاقة.
من منظور اقتصادي وجيوسياسي، يتيح الانتقال من الغرافيت إلى السيليكون:
هذا التحول قد يفتح الباب أمام بطاريات أرخص، أخف، وأعلى كفاءة.
شارك
