لو سألت مهندسين إيه اللي عايزين يصلّحوه في بطاريات الليثيوم أيون الحالية، هتلاقي القائمة غالبًا نفسها: كثافة الطاقة مش كفاية، بتتدهور بسرعة، وتحت ظروف معينة ممكن تشتعل. البطاريات الصلبة (SSBs) هي التقنية اللي اتصممت عشان تحل التلات مشاكل دي مرة واحدة، من خلال استبدال الإلكتروليت السائل القابل للاشتعال بواحد صلب، وده بيفتح الباب لكثافة طاقة أعلى وعمر أطول وميزة أمان حقيقية.

أكاديمية الزمالة العربية البريطانية صممت الدورة دي عشان تفكك الوعد ده قطعة قطعة — المواد، وعقبات التصنيع، والجدول الزمني الواقعي عشان البطاريات الصلبة توصل للسيارات الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية وتخزين الطاقة المتجددة على نطاق تجاري.

هتقدر تعمل إيه بعد الدورة؟

• تشرح المبادئ الأساسية وآلية عمل تكنولوجيا البطاريات الصلبة.
• تقيّم مزايا وقيود وتحديات البطاريات الصلبة مقارنة بخلايا الليثيوم أيون التقليدية.
• تحدد الاتجاهات الحالية والتطبيقات واتجاهات البحث في تطوير البطاريات الصلبة.
• تقيّم الإمكانات التجارية للبطاريات الصلبة وتأثيرها المحتمل على السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة المتجددة.

الفئة المستهدفة

• مهندسو تكنولوجيا البطاريات والمحترفون اللي عايزين يوسّعوا معرفتهم بتقنيات البطاريات المتقدمة.
• الباحثون والعلماء في تخزين الطاقة أو الكيمياء الكهربائية أو علوم المواد.
• فرق تطوير المنتجات اللي بتشتغل على بطاريات الجيل القادم للسيارات الكهربائية أو الإلكترونيات الاستهلاكية أو أنظمة تخزين الطاقة.
• صنّاع السياسات في مجال الطاقة والمهتمون بمستقبل حلول تخزين الطاقة المستدامة.

المحور الأول: ليه البطاريات الصلبة هي القفزة الكبيرة القادمة

• قيود تقنيات البطاريات التقليدية القائمة على السوائل.
• إيه اللي بيدفع التحول نحو التقنية الصلبة.
• المزايا الرئيسية: أمان أعلى، كثافة طاقة أكبر، وعمر أطول.

المحور الثاني: إزاي البطاريات الصلبة بتختلف عن الليثيوم أيون

• المكونات الأساسية: الإلكتروليتات الصلبة، الأقطاب، والفواصل.
• الفروق البنيوية والتشغيلية عن خلايا الليثيوم أيون التقليدية.
• المبادئ الأساسية لعمل البطاريات الصلبة.

المحور الثالث: أنواع الإلكتروليتات الصلبة، الخزفية والكبريتية والبوليمرية

• الإلكتروليتات الخزفية (الأوكسيدية): الخصائص والتحديات.
• الإلكتروليتات الكبريتية: المزايا والقيود.
• الإلكتروليتات البوليمرية: الاستخدام الحالي والإمكانيات المستقبلية.

المحور الرابع: الموصلية الأيونية والنقل في الإلكتروليتات الصلبة

• دور الموصلية الأيونية في أداء البطارية.
• إزاي الأيونات بتتحرك عبر الإلكتروليتات الصلبة أثناء الشحن والتفريغ، مقارنة بالأنظمة السائلة.
• العوامل المؤثرة على الموصلية الأيونية وطرق تعزيزها.

المحور الخامس: تحديات تطوير الإلكتروليت

• مشاكل استقرار المواد وتفاعلها الكيميائي.
• المشاكل عند السطح الفاصل بين الإلكتروليت الصلب والأقطاب.
• صعوبة توسيع مواد الإلكتروليت للإنتاج الضخم.

المحور السادس: سلوك الشحن والتفريغ ومقاييس الأداء

• التفاعلات الكهروكيميائية وراء تخزين الطاقة وإطلاقها.
• مؤشرات الأداء الرئيسية: كثافة الطاقة، الكفاءة، وعمر الدورة.
• إزاي درجة الحرارة والتكرار بيأثروا على الأداء طويل المدى.

المحور السابع: من المختبر للمصنع، تحديات التوسع في الإنتاج

• صعوبات الانتقال من الإنتاج المعملي للتصنيع التجاري.
• تعقيد التعامل مع المواد والتصنيع على نطاق واسع.
• ليه المواد وعمليات الإنتاج لسه مكلفة.

المحور الثامن: تقنيات التصنيع لخلايا الحالة الصلبة

• تقنيات الضغط البارد والتلبيد والطباعة البخارية.
• ترسيب الأغشية الرقيقة وتكوين الإلكتروليت الصلب.
• طرق تحسين كفاءة الإنتاج وتقليل التكاليف.

المحور التاسع: الاختبار ومراقبة الجودة والسلامة

• الطرق القياسية لاختبار السعة واستقرار الدورة.
• تحديات مراقبة الجودة المرتبطة بتناسق المواد وعيوب التصنيع.
• إزاي الإلكتروليتات الصلبة غير القابلة للاشتعال بتقلل خطر الانفلات الحراري والحرائق.

المحور العاشر: مكاسب كثافة الطاقة وإيه اللي بتتيحه

• إزاي البطاريات الصلبة بتخزن طاقة أكتر في نفس الحجم أو الوزن.
• المكاسب الناتجة في عمر البطارية للأجهزة الأصغر.
• إمكانية أنظمة بطاريات أخف وأصغر حجمًا.

المحور الحادي عشر: الطريق للتسويق التجاري، العقبات المتبقية

• ارتفاع تكاليف الإنتاج ونقص المواد.
• المشاكل التقنية المستمرة عند السطح الفاصل بين الإلكتروليت والأقطاب.
• حواجز السوق والجداول الزمنية الواقعية للتبني الواسع.

المحور الثاني عشر: التطبيقات في السيارات الكهربائية والإلكترونيات الاستهلاكية

• التأثير المحتمل على مدى القيادة وسرعة الشحن والسلامة في السيارات الكهربائية.
• التطبيقات في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء.
• إزاي عمر البطارية الأطول وزمن الشحن الأقصر ممكن يغيروا السوقين.

المحور الثالث عشر: البطاريات الصلبة لتخزين طاقة المصادر المتجددة

• استخدام البطاريات الصلبة لتخزين الطاقة من الشمس والرياح.
• تأثيرها المحتمل على تخزين طاقة الشبكة والحلول خارج الشبكة.
• دور البطاريات الصلبة في دعم أنظمة الطاقة المستدامة.