طوَّرت مجموعة من الباحثين بطارية جديدة أكثر فاعلية وذات قدرة عالية على تحمُّل الإجهادات ويُمكن استخدامها في الأجهزة القابلة للارتداء كالساعات الذكية.

وأشار الباحثون في ورقة علمية نشرتها دورية “جورنال أوف أمريكان كيميكال سوسايتي” إلى أن “البطارية الجديدة مرنة وخفيفة الوزن وذات موثوقية عالية فيما يتعلق بعمليات الشحن المتكررة، ومن شأنها مقاومة المياه دون أن تتأثر كفاءتها على الإطلاق”.

تكمن معظم المشكلات المتعلقة بالتكنولوجيا القابلة للارتداء في البطارية، إذ إن تلك الأجهزة صغيرة الحجم إلى حدٍّ كبير؛ لذا، فإن المساحة المخصصة لمصادر طاقتها صغيرة للغاية، ويكمن التحدي في تصنيع بطارية قوية تدوم ساعاتٍ أطول وتعمل تحت ظروف مُشددة، كارتفاع درجات الحرارة والرطوبة”.

وتأتي أهمية الورقة العلمية الجديدة من الطريقة التي عمل بها باحثو علوم المواد بجامعة سيتي في هونج كونج، فقد تمكنوا من تطوير مادة “بوليمر بولي أكريلاميد” عالية الأداء، والتي تُستخدم حاليًّا في العديد من البطاريات.

قام الباحثون بدمج مادة الزنك ببوليمر بولي أكريلاميد، ثم صنّعوا بطارية على شكل ألياف أو خيوط مكونة من أسطوانة وفوهة. ونثروا جزيئات من المطاط على البطارية، ما أكسبها مرونةً فائقة، واستغلوا خواص الغزل الإلكتروني لتحسين قدرة البطارية.

من المعروف أن الإلكترونات تدور حول الذرات، كما تدور حول نفسها، وأن لها قدرة على الانتقال بين مجالات دوران مختلفة، تُعرف تلك الخاصية بالغزل الإلكتروني.

وقد استغل الباحثون تلك القدرة لصناعة البطارية، كي يكون لها موصلية عالية وكفاءة أكبر، على حد قول “تشونيي زي” الباحث في الدراسة، مضيفًا في تصريحات لـ”للعلم” أن “البطارية الجديدة ذات سعة أكبر بـ7 أضعاف من البطاريات الحالية، كما أن عمرها الافتراضي أكبر بسبع مرات من مثيلتها الموجودة في السوق العالمية”.

يشير “زي” إلى أنه “يُمكن دمج بطاريات الغزل بسهولة لتلبية احتياجات الطاقة في التكنولوجيا القابلة للارتداء، كما يُمكن استخدامها في التكنولوجيات الأخرى التي تحتاج إلى مصادر طاقة أكبر، مضيفًا: “عملنا على تطوير تلك البطارية لمدة 3 سنوات كاملة، وقمنا بتصنيع بطارية طولها 1.1 متر تعمل بكفاءة، ويُمكن استخدامها داخل التطبيقات التي تحتاج إلى مرونة في مصادر طاقتها، كالألواح المرنة التي تُستخدم داخل السيارات الكهربائية”.

وتُعد البطارية الجديدة منصةً جديدةً لتخزين الطاقة، كما يأمل الباحثون تعزيزَ مرونتها وكثافتها في المستقبل، متطلعين إلى استخدامها في مجالات أخرى بعيدة عن التكنولوجيات القابلة للارتداء، مثل الأجهزة الرياضية والأجهزة الطبية القابلة للزرع.

يقول “زي”: “إن الفريق البحثي لديه خطة جديدة لتطوير نوع آخر من بطاريات الغزل، له قدرة على الشحن الذاتي عبر حصد الطاقات الموجودة في البيئة، كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح“.