سائل ذكي ينهي عصر 'انفجار البطاريات': ابتكار صيني يغير قواعد الأمان

مدار الساعة -هل تساءلت يوماً عن سر الحرائق المفاجئة لهواتفنا وسياراتنا الكهربائية؟ يكمن الخطر في "الهروب الحراري" لبطاريات الليثيوم التي نستخدمها يومياً.

لكن اليوم، يبرز حل عبقري من قلب المختبرات الصينية يعد بتغيير قواعد اللعبة؛ سائل ذكي يمنع الحريق قبل وقوعه دون المساس بأداء الجهاز.

توجد بطاريات الليثيوم-أيون في كل شيء، من الهواتف الذكية إلى السيارات، وبالرغم من كونها آمنة جداً عند تخزينها وشحنها بشكل صحيح، إلا أن هناك آلاف الحالات الموثقة لاشتعال النيران فيها، أحياناً بنتائج مميتة.

تحتوي هذه البطاريات على إلكتروليتات قابلة للاشتعال، وهي محاليل سائلة من أملاح الليثيوم تسمح بمرور الشحنة الكهربائية، لكنها قد تصبح غير مستقرة تحت ظروف معينة مثل الضرر الفيزيائي أو الشحن الزائد أو درجات الحرارة القصوى، مما يؤدي إلى رد فعل متسلسل خطير يسمى "الهروب الحراري".

ويعد قطاع الطيران المدني معرضاً لهذا الخطر بشكل خاص بسبب انتشار الأجهزة التي تعمل بالبطاريات، حيث سجلت إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية 89 حادثة بطارية تنوعت بين دخان وحرائق في عام 2024، و38 حادثة في النصف الأول من عام 2025 وحده.

وقد تؤدي هذه الحوادث إلى فقدان كامل للطائرات، كما حدث لطائرة إيرباص في كوريا الجنوبية بسبب "باور بانك" مخزن في مقصورة علوية، مما دفع بعض شركات الطيران إلى حظر هذه الأجهزة تماماً لتجنب الكوارث الجوية المحتملة.

ولا تقتصر المخاطر على الطيران، بل تمتد إلى المنازل والشركات، خاصة مع تزايد حرائق الدراجات والسكوترات الكهربائية؛ إذ وجدت دراسة بريطانية أجريت عام 2024 أن أكثر من نصف الشركات التي شملها المسح تعرضت لحوادث مرتبطة بهذه البطاريات.

وبينما يعمل الباحثون حول العالم على تطوير بطاريات أكثر أماناً عبر استبدال السائل بمواد صلبة، تظل هذه الحلول تواجه عقبات كبيرة في الاعتماد الواسع بسبب الحاجة لتغيير خطوط الإنتاج الضخمة والمكلفة.

اقترح فريق بحثي من جامعة هونغ كونغ الصينية تغييراً ثورياً في تصميم البطاريات يمكن دمجه بسرعة في طرق التصنيع الحالية، لأنه يتضمن ببساطة استبدال المواد الكيميائية في محلول الإلكتروليت الحالي. وتعتمد الفكرة على مادة حساسة للحرارة توفر أداءً ممتازاً في درجة حرارة الغرفة، ولكنها تمنح البطارية ثباتاً عالياً عند ارتفاع الحرارة، مما يكسر المقايضة التقليدية بين تحسين الأداء والحفاظ على السلامة في تكنولوجيا تخزين الطاقة.

وفي الاختبارات المعملية، أثبت التصميم الجديد نجاحاً مبهراً؛ فعند ثقب البطارية بمسمار، ارتفعت درجة حرارتها بمقدار 3.5 درجة مئوية فقط، مقارنة بارتفاع قدره 555 درجة مئوية في البطاريات التقليدية.

ويؤكد الباحثون عدم وجود تأثير سلبي على المتانة، حيث احتفظت البطارية بأكثر من 80% من سعتها بعد ألف دورة شحن، مما يجعلها حلاً عملياً للصناعات الكبرى التي تبحث عن الأمان دون التضحية بالكفاءة أو طول عمر الجهاز.

ونظراً لأن الابتكار يكمن في "السائل" وليس في الأجزاء الصلبة، يمكن حقنه مباشرة في خلايا البطاريات الحالية دون الحاجة لمعدات أو عمليات تصنيع جديدة، مما يقلل تكلفة الاعتماد العالمي.

ورغم أن الوصفة الكيميائية الجديدة قد تزيد تكلفة التصنيع قليلاً في البداية، إلا أنها ستكون بسعر مماثل للبطاريات الحالية عند الإنتاج الضخم، ومن المتوقع أن تصل إلى الأسواق في غضون ثلاث إلى خمس سنوات، لتمثل بذلك خطوة عملاقة نحو عصر جديد من الطاقة الآمنة.