پروژه تحقیقاتی های‌مگ که با حمایت مالی اتحادیه اروپا و به رهبری مؤسسه فناوری اتریش (AIT Austrian Institute of Technology) آغاز شده است، یک ابتکار اروپایی در مقیاس وسیع را برای توسعه نسل جدیدی از باتری‌های مبتنی بر منیزیم کلید زده است. هدف این پروژه، خلق جایگزین‌هایی قدرتمند، پایدار و مقرون‌به‌صرفه برای باتری‌های لیتیوم-یونی در حوزه‌های حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی انرژی است.
از لیتیوم تا منیزیم: چرا تغییر فناوری ضروری است؟
الکتریکی‌سازی سیستم‌های حمل‌ونقل و انرژی با سرعت بالایی پیش می‌رود. افزایش استفاده جهانی از انرژی‌های تجدیدپذیر، نیاز به راهکارهای ذخیره‌سازی قدرتمند را بیشتر کرده است. هرچند باتری‌های لیتیوم-یونی (LIBs) در حال حاضر استاندارد صنعتی هستند، محدودیت‌های جدی دارند:
- محدودیت در دسترسی به مواد اولیه‌ای چون لیتیوم، کبالت و نیکل
- افزایش هزینه‌ها و وابستگی‌های ژئوپلیتیکی
- ریسک‌های ایمنی مانند فرار حرارتی (Thermal Runaway)
- اثرات زیست‌محیطی ناشی از استخراج مواد اولیه
این عوامل نیاز به فناوری‌های جایگزین را برجسته می‌کنند. در میان فناوری‌های نوین، باتری‌های منیزیمی بیش‌ازپیش مورد توجه قرار گرفته‌اند. منیزیم حدود هزار برابر بیشتر از لیتیوم در پوسته زمین یافت می‌شود، ایمن‌تر، ارزان‌تر و دارای ظرفیت نظری ذخیره‌سازی بالاست.
HighMag: نسل پنجم باتری‌های منیزیمی
پروژه های‌مگ (باتری‌های منیزیمی نسل ۵ با انرژی بالا، هزینه پایین و مقیاس‌پذیر برای کاربردهای حمل‌ونقلی و فراتر از آن) دو معماری باتری را به‌طور موازی توسعه می‌دهد:
- سیستم‌های منیزیم-سولفور با کاتدهای تبدیلی
- سیستم‌های منیزیم-فلز با کاتدهای درج‌شونده
در این راستا، یک ماده آند منیزیمی پوشش‌دار به‌صورت پودر در حال توسعه است که برای هر دو سیستم مناسب خواهد بود.
این پروژه در سه سطح دنبال می‌شود:
- سطح مواد: توسعه و سنتز کاتدهای پرفورمنس، الکترولیت‌های پایدار و آندهای پوشش‌دار
- سطح سلول: بهینه‌سازی جداکننده‌ها، پوشش‌های الکترود و معماری سلول
- سطح سیستم: اعتبارسنجی در مقیاس پایلوت با سلول‌های کیسه‌ای (Pouch Cells) و ارزیابی ایمنی، پایداری و قابلیت بازیافت
های‌مگ به چالش مرکزی باتری‌های منیزیمی می‌پردازد: فعالیت الکتروشیمیایی پایین و پایداری ضعیف در سیستم‌های قابل شارژ. با استفاده از روش‌های پیشرفته مشخصه‌یابی و بازخوردهای تکرارشونده بین توسعه مواد، طراحی الکترولیت و آزمون سلول، سطح آمادگی فناوری از TRL 2 به TRL 4 ارتقا خواهد یافت.
نقش AIT: از توسعه مواد تا سلول‌های پایلوت
به‌عنوان هماهنگ‌کننده، مؤسسه فناوری اتریش (AIT) علاوه بر مدیریت کلی، وظایف کلیدی تحقیق و توسعه را نیز بر عهده دارد. متخصصان واحد فناوری‌های باتری این مؤسسه روی موارد زیر کار می‌کنند:
- مسیرهای سنتز پایدار برای کاتدهای مبتنی بر منگنز
- بررسی‌های گاز برای ارزیابی پایداری و ایمنی سیستم‌های منیزیمی
- مقیاس‌پذیری پوشش‌های الکترود از سطح آزمایشگاه تا پایلوت
- تولید نمونه‌های سلول پاکتی برای اعتبارسنجی فناوری
- تحقیق درباره راهکارهای نوآورانه بازیافت با هدف درنظرگرفتن چرخه بازیافت از همان ابتدا
منیزیم در خط مقدم نسل بعدی باتری‌ها قرار دارد. های‌مگ یک پروژه شاخص در تحقیقات اروپایی باتری است و هدف از آن، ارتقای فناوری از آزمایشگاه به تولید پایلوت است—گامی مهم به سوی راهکارهای ذخیره‌سازی انرژی ایمن و کارآمد از نظر منابع، که اثری ماندگار بر حمل‌ونقل و گذار انرژی خواهد داشت.
برای ارجاع به منبع خبر، کلیک نمایید.
بیشتر بخوانید:
