تتطلع شركة CATL إلى استخدام بطارية ليثيوم-هواء ذات حد نظري بقدرة 12000 وات/كجم لإنهاء نطاق القلق
تم إحداث تحول كبير في الاتجاه طويل المدى لتخزين الطاقة العالمية حيث قامت شركة البطاريات الصينية العملاقة CATL رسميًا باختيار مسار تطوير الجيل التالي. وفي حديثه مؤخرًا في منتدى طاقة المعدات لعام 2026، حدد وو كاي، كبير علماء الشركة والأكاديمي في الأكاديمية الصينية للهندسة، تكنولوجيا بطاريات الليثيوم الهوائية باعتبارها محور التركيز الأساسي لأبحاث الشركة المستقبلية. إن التحول نحو إطار الليثيوم والهواء يغير التصميم الهيكلي الذي حكم النقل الكهربائي لعقود من الزمن. بطاريات الليثيوم أيون القياسية هي أنظمة محكمة الغلق تعتمد على معادن انتقالية ثقيلة مثل النيكل والكوبالت والمنغنيز لتشكيل الهياكل البلورية التي تستضيف أيونات الليثيوم. وعلى العكس من ذلك، تلغي بطاريات الليثيوم الهواء الحاجة إلى مضيفات الكاثود الداخلية الثقيلة. يتميز النظام ببنية مفتوحة تجمع بين القطب السالب من معدن الليثيوم النقي مباشرة مع الأكسجين المحيط المستخرج من الغلاف الجوي المحيط ليكون بمثابة القطب المتفاعل الموجب. نظرًا لأن الخلية تتنفس الغاز بشكل فعال أثناء التشغيل، فإنها تزيل الوزن الساكن الكبير من تصميم حزمة البطارية. يؤدي هذا الانخفاض الهائل في الكتلة الهيكلية إلى زيادة كبيرة في إمكانات الطاقة. تقديم حد هائل لكثافة الطاقة النظرية تعمل بطاريات الليثيوم أيون السائدة بكثافة طاقة تتراوح ما بين 250 إلى 270 واط ساعة/كجم تقريبًا، بينما من المتوقع أن تحقق بدائل الحالة الصلبة المستقبلية ما يقرب من 500 واط ساعة/كجم. توفر تكوينات الهواء والليثيوم حدًا نظريًا لكثافة الطاقة يبلغ 12000 واط ساعة/كجم، وهو سقف يطابق سعة الطاقة للبنزين التقليدي. وقد تجاوزت النماذج الأولية المختبرية الحالية 1200 واط/كجم، وهو ما يزيد عن أربعة أضعاف أداء السيارات الكهربائية المنتجة اليوم. ومن شأن التوسع التجاري الناجح لهذه القدرة أن يغير نطاقات السيارات، مما يسمح للمركبات الاستهلاكية بالسفر أكثر من 1600 كيلومتر (حوالي 1000 ميل) بشحنة واحدة، وفقًا لما أوردته CarNewsChina. ومع ذلك، فإن تفاعلات هواء الليثيوم ذات الخلية المفتوحة حساسة للرطوبة المحيطة وثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي عادةً إلى تدهور الخلايا السريع، وسلوك المحفز غير المستقر، ودورة حياة منخفضة. اختراقات في التنفيذ التجاري تم عرض آلية تأسيسية لتجاوز هذه القيود في عام 2025 من قبل مجموعة بحثية من معهد إلينوي للتكنولوجيا ومختبر أرجون الوطني. كانت التكرارات التقليدية للبطارية مقيدة لأن تفاعلاتها الكيميائية تولد أكسيد الليثيوم الفائق أو بيروكسيد الليثيوم، وهي مركبات تحد من إجمالي كفاءة الطاقة. قام فريق البحث بتمكين مسار تفاعل كيميائي بأربعة إلكترونات في درجة حرارة الغرفة، والذي يشكل ويتحلل أكسيد الليثيوم، مما يؤدي إلى توسيع تخزين الطاقة المتاحة. ولمعالجة السلامة وطول العمر، استبدل الباحثون الشوارد السائلة القابلة للاشتعال بمصفوفة مركبة صلبة مصنوعة من بوليمر أكسيد السيراميك والبولي إيثيلين الممزوج بجسيمات نانوية غنية بالليثيوم. تعمل هذه الطبقة الصلبة على عزل العمليات التفاعلية وإيقاف التسربات وتثبيت الخلية أثناء دورات الطاقة العالية. يتزامن قرار CATL بمتابعة هذا المسار البحثي طويل المدى مع الاستقرار التجاري لتقنياتها الوسيطة. يتم حاليًا نشر عبوات الصوديوم منخفضة التكلفة هذه في سيارات الركاب مثل GAC Aion UT وChangan Oshan 520، مع تكامل أوسع عبر منصات من Geely وChery وFAW. ومع إدارة إنتاج أيونات الصوديوم لقطاع السيارات المبتدئ، تعمل شركة CATL على إعادة تخصيص الموارد الهندسية الطويلة الأجل لمعالجة الاختناقات المادية التي تعوق تكنولوجيا الليثيوم والهواء، بهدف النقل الثقيل وتحقيق استقرار الشبكات الكهربائية الشمسية وطاقة الرياح.
تم النشر: 2026-06-03 14:46:00
