أنجلو أمريكان ومجموعة بلاتينيوم أسست شركة LionBatteryTechnologies وجامعة فلوريدا الدولية (جامعة فلوريدا الدولية) العام الماضي ، وحصلا على براءات اختراع أمريكية بشأن استخدام معادن مجموعة البلاتين والأنابيب النانوية الكربونية. تحدثنا مع Lion لمعرفة المزيد عن المشروع وأهمية الاستثمار في الاستخدامات الصناعية الجديدة أو الموسعة للمعادن التي يستخرجها.

لطالما اعتبرت معادن مجموعة البلاتين بمثابة محولات محتملة لخطط التنمية المستدامة ، لا سيما في مجالات التحكم في الانبعاثات والطاقة البديلة. يعد استخدام خصائصها التحفيزية لتحسين أداء البطارية خطوة مهمة للأمام بالنسبة للسيارات الكهربائية ويفتح الباب لعمر بطارية أطول ، وليس فقط النقل. على الرغم من أن هذا المفهوم لم يتم تسويقه بعد ، إلا أن شركة Lion Battery Technology تعتقد أنها تقترب.

تم إنشاء المشروع المشترك في عام 2019 لدعم عمل الدكتور بلال الذهب. بلال الذهب ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد بجامعة فلوريدا الدولية (FIU) ، يدرس فوائد إضافة معادن مجموعة البلاتين إلى تكنولوجيا البطاريات. على وجه الخصوص ، وجد الدكتور الذهب أنه عند إضافة معادن مجموعة البلاتين والبلاديوم والبلاتين ، يتم تحسين كفاءة كل من بطاريات الليثيوم والأكسجين وبطاريات الليثيوم والكبريت ، وبالتالي زيادة كثافة الطاقة وإمكانية إعادة تدوير البطاريات. أضافت براءات الاختراع الأخيرة الوقود إلى النار ، ومن المتوقع أن يطرح المشروع في السوق قريبًا ، مما يجعل معادن مجموعة البلاتين نقطة انطلاق في صناعة البطاريات. في محادثة مع R. Michael Jones ، الرئيس التنفيذي لمجموعة Platinum Group ، قال إنه قبل عامين ، كان من الواضح أن الوضع الحالي لتكنولوجيا البطاريات غير كافٍ لتلبية احتياجات عالم سريع التحديث. قال: “عمر بطاريات الهاتف المحمول بعد عام واحد من الشحن والتفريغ”. “تزن بطاريات السيارات الكهربائية النقية أكثر من 300 كيلوغرام ، لكن نطاق الانطلاق لا يزال يمثل مشكلة.

لقد تغير العالم الحديث من المصابيح اليدوية التي تعمل بالبطارية في أيدي أسلافنا.

“على الرغم من أنه يمكن وصف بطاريات الليثيوم على أنها نوع بطارية ثوري ، إلا أن النماذج الحالية تتميز بعمر بطارية قصير وسخونة زائدة بالإضافة إلى سعة الشحن ، إلا أن عمل الدكتور الذهب يحاول أيضًا حل هذه المشكلات”. وأضاف جونز: “بطاريات الليثيوم الحديثة جيدة وتحسن ، لكنها ما زالت ليست ما نحتاجه”. من المحتمل أن يكون الليثيوم هو الفائز بالبطارية ، لأنه خفيف جدًا ولديه الكثير من الإلكترونات لاستخدامه ، لذا فهو يتمتع بخصائص كهربائية جيدة. ولكن هناك عناصر كيميائية أخرى يمكنها تحسين البطارية عند إضافتها إلى تركيبتها الكيميائية الداخلية.

“على الرغم من وجود طلب كبير على البلاتين والبلاديوم حاليًا في المحولات الحفازة للمركبات التي تعمل بالبنزين ، فإن قدرتها المعروفة على العمل كمحفزات وتفاعلات معالجة الوقود تعني أنها تحسن أداء البطارية مع توفير المال والتكاليف البيئية في هذه العملية. مواد مرشح جيد. على الرغم من أن بطاريات الليثيوم-الهواء الحالية وبطاريات كبريتيد الليثيوم يمكن أن تكون قوية جدًا ، فقد أثبت التاريخ أن إعادة التدوير يمثل تحديًا. أثبت الدكتور الذهب وفريقه المكون من ستة خبراء في المواد النانوية ، بالإضافة إلى فريق بطارية ما بعد الدكتوراه ، أن معادن المجموعة البلاتينية لا تساعد فقط في تحفيز الاستجابة ، ولكن أيضًا في تحسين دورة الشحن والتفريغ. من أجل تحديد فعالية هذه المواد في البطارية ، قام الفريق بتشغيل “مئات” من البطاريات التجريبية ، وتتبع أدائها كل يوم ، وضبط هيكلها ومعادن مجموعة البلاتين للعثور على أفضل أداء.

ماذا بعد؟ يسير العمل على البطارية الجديدة بشكل جيد. أكمل فريق وحدة الاستخبارات المالية العام الأول من البحث واجتاز أول معلم تقني له. تعد براءة الاختراع هذه نجاحًا كبيرًا للمشروع المسمى “بطارية الكاثود ذات الاستقرار المحسن” وتتضمن استخدام التقنيات المبتكرة مثل الأنابيب النانوية الكربونية في بطاريات الليثيوم. كجائزة لوحدة الاستخبارات المالية ، وقعت الجامعة اتفاقية رعاية بحثية وبراءات اختراع مع Lion.

قال جونز: “هدفنا هو الاستفادة من الابتكارات المتطورة حقًا مع زيادة الطلب على معادن مجموعة البلاتين. تعتبر منحة البراءة الأولى هذه أول معلم هام في تحقيق هذا الهدف “. يعتقد جونز أنه مع بدء المزيد والمزيد من الناس في تعديل الشبكة لإزالة الحواجز أمام التبني الواسع النطاق للسيارات الكهربائية. سينمو سوق بطاريات الليثيوم الأرخص والأخف وزنًا والأكثر قوة. أصبح ضمان إعادة التدوير أولوية لكثير من الناس.

من المتوقع أن يتم استخدام هذه البطاريات الجديدة على نطاق واسع في الإلكترونيات وغيرها من المجالات. قال جونز: “تعد البطاريات جزءًا من التكنولوجيا الحالية ، ولكن إذا كان بإمكانك زيادة أداء البطارية بمقدار ثلاث إلى خمس مرات ، فستجعل السيارات والمعدات الكهربائية أفضل”. “على الرغم من أن إدخال الابتكارات في البطاريات التجارية يستغرق من ثلاث إلى خمس سنوات ، إلا أن الإمكانات هائلة.” على الرغم من أن استخدام معادن مجموعة البلاتين قد يزيد من تكلفة البطاريات ، إلا أن جونز قال إنه من المتوقع أن تؤدي الكفاءة العالية للبطاريات إلى تعويض السعر جزئيًا. تأثير. قال جونز: “تعد معادن مجموعة البلاتين محفزات كيميائية جيدة ، ولهذا السبب استخدمناها في أنابيب عادم السيارات لتنظيف غاز العادم”.

“الكاثود للبطارية أخف وزنا وأقوى من البطارية الحالية ، مما يجعل البطارية أقوى وعمرًا أطول من التكنولوجيا الحالية.” على الرغم من أن هذه التقنية لم يتم تطويرها بشكل كامل ، إلا أن فريق البحث أكد أن الكاثود يحتوي على 10 إلى 12 جرامًا من الأنابيب النانوية الكربونية المعدنية البلاتينية ، يمكنك أن ترى مزايا كبيرة في الأداء ونسبة الوزن. وقال جونز إن الوزن المستهدف للشركة هو 144 كيلوجراماً لبطاريات الليثيوم الهوائية و 188 كيلوجراماً لبطاريات الليثيوم ـ الكبريت.

تم تقديم المزيد من طلبات براءات الاختراع ، وآفاق تسويق المشروع في السنوات القليلة المقبلة متفائلة. قال جونز: “نحن نناقش ابتكاراتنا مع مصنعي البطاريات التجاريين”. لقد اجتزنا المعالم الفنية للسنة الأولى ومن المتوقع أن نحقق الأهداف للسنة الثانية قبل الموعد المحدد. “نحن سعداء جدًا لأن هذا المفهوم يثبت أن معادن مجموعة البلاتين يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في ابتكار البطاريات القادم.” في الواقع ، أعلنت شركة AngloAmericanPlatinum في عام 2019 أن أرباحها تضاعفت أكثر من العام السابق بسبب ارتفاع أسعار المعادن البلاتينية. ، مما يدل على الفرص الكامنة في هذه الصناعة المزدهرة.