يتزايد الطلب العالمي على حلول تخزين الطاقة المتقدمة بشكل سريع، خاصة في صناعات مثل السيارات الكهربائية، والإلكترونيات الاستهلاكية، والطاقة المتجددة. وتعد البطاريات الصلبة (SSBs) من التقنيات الثورية التي تعد بزيادة كثافة الطاقة، وتحسين الأمان، وإطالة العمر الافتراضي مقارنةً بالبطاريات التقليدية مثل بطاريات الليثيوم أيون. ومن المتوقع أن تلعب البطاريات الصلبة دورًا محوريًا في العديد من القطاعات مثل السيارات الكهربائية، والأجهزة المحمولة، وتخزين الطاقة المتجددة.

الدورة التدريبية تكنولوجيا البطاريات الصلبة التي تقدمها أكاديمية الزمالة العربية البريطانية تهدف إلى تزويد المشاركين بفهم شامل للمبادئ العلمية، والمواد المستخدمة، والتحديات المرتبطة بهذه التقنية المبتكرة. على مدار ستة أسابيع، ستغطي الدورة المبادئ الأساسية، والمكونات، والتطبيقات المستقبلية للبطاريات الصلبة، مما سيمكن المشاركين من فهم دور هذه التكنولوجيا في المستقبل القريب.

الفئة المستهدفة

• مهندسي تكنولوجيا البطاريات الذين يسعون لتوسيع معرفتهم في تقنيات البطاريات المتقدمة.
• الباحثين والعلماء في مجالات تخزين الطاقة والكيمياء الكهربائية وعلوم المواد.
• فرق تطوير المنتجات التي تعمل على تطوير بطاريات الجيل القادم للسيارات الكهربائية، والإلكترونيات الاستهلاكية، وأنظمة تخزين الطاقة.
• صناع السياسات في مجال الطاقة والمحترفين المهتمين بمستقبل حلول تخزين الطاقة المستدامة.

أهداف البرنامج

في نهاية البرنامج التدريبي سوف يتعرف المشاركون على:

• المبادئ الأساسية وآلية عمل البطاريات الصلبة.
• تقييم مزايا وتحديات تكنولوجيا البطاريات الصلبة مقارنةً بالبطاريات التقليدية.
• أحدث الاتجاهات والبحوث في تطوير البطاريات الصلبة.
• تحليل الإمكانات التجارية المستقبلية وتأثير البطاريات الصلبة في قطاعات مثل السيارات الكهربائية والطاقة المتجددة.

• تطور تقنيات البطاريات
  • تقنيات البطاريات التقليدية (التي تعتمد على السوائل) وقيودها.
  • التحول نحو تقنيات البطاريات الصلبة.
  • الفوائد والعوامل التي تدفع إلى تطوير البطاريات الصلبة.
• أساسيات تصميم البطاريات الصلبة
  • المكونات الأساسية: الإلكتروليتات الصلبة، الأقطاب، والفواصل.
  • كيف تختلف البطاريات الصلبة عن بطاريات الليثيوم أيون التقليدية.
  • المبادئ الأساسية لعمل البطاريات الصلبة.
• الفوائد الرئيسية للبطاريات الصلبة
  • الأمان المحسن بفضل الإلكتروليتات الصلبة غير القابلة للاشتعال.
  • كثافة طاقة أعلى تؤدي إلى أداء محسن.
  • عمر افتراضي أطول وثبات أفضل للدورات.
• أنواع الإلكتروليتات الصلبة
  • الإلكتروليتات الخزفية (أوكسيدية): الخصائص والتحديات.
  • الإلكتروليتات الكبريتية: الفوائد والقيود.
  • الإلكتروليتات البوليمرية: الإمكانيات والاستخدامات الحالية.
• الموصلية الأيونية للإلكتروليتات الصلبة
  • دور الموصلية الأيونية في أداء البطارية.
  • العوامل المؤثرة في الموصلية الأيونية (مثل درجة الحرارة وتركيب المواد).
  • كيفية تعزيز الموصلية الأيونية في الإلكتروليتات الصلبة.
• التحديات في تطوير الإلكتروليتات
  • مشاكل الاستقرار الكيميائي والتفاعل مع المواد الأخرى.
  • المشاكل المتعلقة بالتفاعل بين الإلكتروليت الصلب والأقطاب.
  • التوسع في استخدام المواد لتلبية احتياجات الإنتاج الضخم.
• النقل الأيوني في البطاريات الصلبة
  • كيفية انتقال الأيونات عبر الإلكتروليتات الصلبة أثناء الشحن والتفريغ.
  • مقارنة بين حركة الأيونات في الإلكتروليتات السائلة والإلكتروليتات الصلبة.
  • العوامل المؤثرة في النقل الأيوني (مثل نوع الإلكتروليت ودرجة الحرارة).
• دورات الشحن والتفريغ
  • شرح التفاعلات الكهروكيميائية التي تحدث أثناء عمل البطارية.
  • كيفية تخزين الطاقة وإطلاقها في البطارية.
  • تأثير التكرار على أداء البطارية وكفاءتها.
• مقاييس الأداء للبطاريات الصلبة
  • المؤشرات الرئيسية للأداء: كثافة الطاقة، الكفاءة، وعمر الدورة.
  • تأثير درجة الحرارة والعوامل البيئية الأخرى على الأداء.
  • إمكانيات الأداء المحسن مقارنةً بالبطاريات التقليدية.
• التحديات في الإنتاج على نطاق واسع
  • صعوبات الانتقال من الإنتاج في المختبر إلى الإنتاج التجاري.
  • التعامل مع المواد وتعقيدات التصنيع.
  • تكلفة المواد وعمليات الإنتاج.
• تقنيات التصنيع
  • تقنيات مثل الضغط البارد، التلبيد، والطباعة البخارية.
  • تكوين الإلكتروليتات الصلبة وعمليات الترسيب.
  • طرق تحسين كفاءة الإنتاج وتقليل التكاليف.
• اختبار الجودة ومراقبة الجودة
  • أهمية الاختبارات الدقيقة لضمان الأداء والسلامة.
  • الطرق القياسية لاختبار البطاريات الصلبة (مثل السعة، استقرار الدورة).
  • قضايا مراقبة الجودة المتعلقة بتناسق المواد وعيوب التصنيع.
• تحسينات الأمان
  • البطاريات الصلبة تقلل من مخاطر الانفجارات والحرائق الناتجة عن الإلكتروليتات السائلة القابلة للاشتعال.
  • الفوائد المتعلقة بالإلكتروليتات الصلبة غير القابلة للاشتعال.
  • دور البطاريات الصلبة في تعزيز أمان الأجهزة.
• زيادة كثافة الطاقة والكفاءة
  • البطاريات الصلبة توفر طاقة أكثر في نفس الحجم أو الوزن.
  • كيف يؤدي ذلك إلى عمر بطارية أطول في الأجهزة الأصغر حجماً.
  • الإمكانيات لمستقبل بطاريات أكثر خفة وأصغر حجماً.
• التحديات التجارية
  • التكلفة العالية للإنتاج وندرة المواد.
  • الصعوبات التقنية المتعلقة بواجهات الإلكتروليت الصلب والأقطاب.
  • الحواجز السوقية والجداول الزمنية لاعتماد هذه التكنولوجيا.
• البطاريات الصلبة في السيارات الكهربائية
  • التأثير المحتمل على صناعة السيارات الكهربائية.
  • كيف يمكن للبطاريات الصلبة تحسين مدى القيادة وسرعة الشحن.
  • الفوائد المتعلقة بالأمان، التكلفة، وتقليل الوزن في السيارات الكهربائية.
• التطبيقات في الإلكترونيات الاستهلاكية
  • دور البطاريات الصلبة في الهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والأجهزة القابلة للارتداء.
  • فوائد عمر البطارية الأطول وتقليل أوقات الشحن.
  • كيف ستغير البطاريات الصلبة السوق الإلكتروني.
• تخزين الطاقة للطاقة المتجددة
  • استخدام البطاريات الصلبة لتخزين الطاقة من مصادر متجددة مثل الشمس والرياح.
  • تأثيرها على تخزين الطاقة في الشبكات والطاقة خارج الشبكة.
  • دور البطاريات الصلبة في دعم الحلول المستدامة للطاقة.