الصوديوم عنصر متوافر بدرجة أكبر كثيراً من الليثيوم، ويتزايد تداوله وقبوله وشهرته كبديل لليثيوم في حقل بطاريات السيارة الكهربائية. وقد أشارت دراسة جديدة من جامعة يابانية إلى أن مركب الصوديوم يمكن أن يحل بصورة سهلة نسبيا محل الليثيوم في إنتاج هذه البطاريات. وأظهرت هذه الدراسة، التي طرحها باحثون من معهد ناغويا للتقنية، طريقة للتعامل مع العقبة الرئيسية التي تعترض استبدال الليثيوم بالصوديوم، وهي الحجم الأكبر من الايونات في الصوديوم وموادها الكيميائية المختلفة. وعثر العلماء، عبر هذه العملية، على مركب صوديوم بتركيبة بلورية متساوقة مع استخدام البطاريات، الى جانب تركيبة كهربائية ومكونات إلكتروكيميائية. وتمكن المركب من جعل فترة شحن البطارية أقصر من الفترة التي تتطلبها بطارية الليثيوم – ايون، مع احتمال ضمان حياة أطول للبطارية. ورغم روعة هذه النتيجة واجه الباحثون تحديات تمثلت في أن المركب ان ايه 2 في 307 بدأ يتبدد في المراحل النهائية من عملية الشحن، ووضع ذلك سقفا على سعة التخزين النظرية للطاقة، بما يصل الى 50 في المئة. وسيركز الفريق الآن، بحسب قائده ناوتو تانيباتا، على التغلب على هذه العقبة. وعلى أي حال ليست كل بطاريات الصوديوم في مراحل التطوير بالمختبر. واغراء الصوديوم المتمثل في رخص سعره وتوافره بكثرة وتمتعه بالكيمياء الصحيحة للبطاريات يتزايد، وتوجد في الأساس مشاريع تشغيل عدة لهذه الغاية. وفي العام الماضي، أعلن علماء من جامعة وولونغونغ Wollongong الأسترالية أنهم تمكنوا من حل مشكلة في بطاريات الصوديوم كانت قد جعلتها مكلفة جدا للإنتاج، باستخدام الكثير من المواد الاخرى الى جانب الصوديوم نفسه. وكانت المشكلة في أن بعض هذه المواد يتصف بحساسية ازاء الهواء، ما جعل العملية تواجه تحديات إنتاج بصورة رخيصة على نحو يكفي لجعلها صالحة تجاريا مع ضمان مستوى معين من الأداء. وبعد أن تمكن علماء جامعة وولونغونغ من حل هذه المشكلة عن طريق تطوير مادة لم تكن حساسة للهواء أطلقوا مشروعا رائدا لبطاريات الصوديوم – ايون في سيدني. ولا يزال يتعين تسليم بطاريات الصوديوم إلى المشروع الذي يشمل أيضا وجود ألواح شمسية لتوليد الطاقة، وهكذا سيتعين إجراء اختبار الأداء في ظروف عملية. وعلى أي حال، وبحسب باحثين مشاركين في بطاريات الصوديوم فإنها ستكون أفضل لتخزين الطاقة الثابتة، حيث تميل بطاريات الصوديوم الى وجود كثافة طاقة أدنى، ما يعني الحاجة إلى تطويرها بما يكفي لمنافسة بطاريات الليثيوم – ايون في الحجم. وفيما يتعلق بتخزين الطاقة تستطيع تحقيق خطوة حقيقية، لأن الحجم ليس بالقدر ذاته من الأهمية، كما هو الحال بالنسبة الى بطاريات السيارات أو الكترونيات المستهلكين. ومع ذلك تحولت بطاريات الصوديوم الى منطقة ساخنة للبحث الذي يهدف الى إزالة العقبات الرئيسية أمام تبني بطاريات صوديوم أكبر. وانضم فريق من جامعة بيرمنغهام في العام الماضي إلى العلماء الأستراليين واليابانيين في حل مشاكل بطاريات الصوديوم، وطرح بديل لفكرة الغرافيت – القطب الموجب من البطارية – المستخدم في بطاريات الليثيوم، لكن ذلك يمثل مشكلة بالنسبة الى بطاريات الصوديوم، لأن ايونات الصوديوم الأكبر لا تستطيع الانتقال بين طبقات كربون الغرافيت. واستبدال الغرافيت بالفوسفور بناء على حسابات الحواسيب الفائقة مكن العلماء من جامعة بيرمنغهام من النجاح في انجاز سعة شحن أكثر بسبع مرات من بطاريات القطب الموجب. وتنطوي مضاعفات هذه الانجازات على أهمية بارزة مع إدراك العالم بشكل تدريجي انه في حاجة الى سعة تخزين كبيرة للطاقة في السنوات المقبلة، نتيجة انتقالنا نحو مزيد من الطاقة المتجددة بقدر أكبر ودرجة أقل من الوقود الأحفوري. ويبدو أن بطاريات الصوديوم مؤهلة للشهرة، إلى جانب تقنية ايون الليثيوم، وفي وسعهما تحسين بناء سعة التخزين بشكل كبير، والتي ستفيد بدورها تبني قدرة أعلى للطاقة المتجددة لأن ذلك سيحل مشكلة التقطع. ● ارينا سلافادة