ما هي البطاريات المطبوعة وكيف ستغير مستقبل الأجهزة للأبد؟
13:09 - 01 يوليو 2026
رغم الطفرة الهائلة التي شهدها عالم التكنولوجيا خلال العقود الثلاثة الماضية، إلا أن أسلوب تصنيع البطاريات لم يتغير إلا قليلاً، فمعظم الابتكارات التي تصدرت العناوين في هذا المجال من بطاريات الليثيوم أيون، وصولاً إلى بطاريات الحالة الصلبة انحصرت في تطوير المواد الكيميائية المستخدمة داخل البطارية وتحسين أدائها، من دون إحداث تغيير جذري في شكلها أو آلية تصنيعها.
ولكن يبدو أن هذا الواقع بدأ يتغير اليوم، إذ يشهد العالم حالياً ثورة تصنيعية صامتة في عالم البطاريات قد تساهم في إنهاء حقبة التصنيع التقليدية إلى غير رجعة، حيث يتجه الرهان الجديد نحو تحرير الهياكل الجامدة للبطاريات وتحويلها إلى جزء لا يتجزأ من هيكل الأجهزة ذاتها، وذلك من خلال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للبطاريات.
وتكمن الفكرة الثورية وراء الطباعة ثلاثية الأبعاد للبطاريات في ميزة استثنائية، وهي قدرتها على جعل البطارية تملأ أي مساحة متاحة في هياكل الأجهزة، وذلك بغض النظر عن تركيبتها الكيميائية، حيث يمكن لهذه التقنية أن تعمل مع بطاريات الليثيوم أيون، وكذلك مع بطاريات الصوديوم أيون والبطاريات الصلبة الناشئة.
أخبار ذات صلة
جيل جديد من الأجهزة
وبفضل هذا الابتكار، يمكن استغلال الهيكل الكامل للطائرات المسيّرة ليكون بطارية ضخمة تضاعف مداها وتحليقها، كما ستتحول إطارات النظارات الذكية إلى مخازن طاقة أنيقة دون أن تفقد مظهرها التقليدي النحيف.
ولن تتوقف التغييرات عند هذا الحد، إذ قد تمتد إلى الهواتف الذكية والحواسيب المحمولة والساعات الذكية، والأجهزة الطبية القابلة للارتداء، بل وحتى الروبوتات متناهية الصغر، ما يمهد الطريق أمام جيل جديد من الأجهزة الأخف وزناً والأكثر كفاءة والأطول عمراً.
القطاع الدفاعي البوابة الأولى
وبحسب تقرير أعدته صحيفة "وول ستريت جورنال" واطّلع عليه موقع "اقتصاد سكاي نيوز عربية"، فإنه في عام 2025، نشر الباحثون حوالي 25 ألف ورقة بحثية حول الطباعة ثلاثية الأبعاد للبطاريات ومكوناتها، ومع ذلك لم يقترح سوى عدد قليل من الشركات الناشئة الجريئة تسويق هذه التقنية التي تعد بإحداث ثورة في هذا المجال.
وبدأت هذه الشركات بتبني تصاميم وأساليب مبتكرة في صناعة البطاريات، موجّهةً جهودها في المرحلة الأولى نحو القطاع الدفاعي، حيث لا يشكل ارتفاع التكلفة عائقاً رئيسياً أمام اختبار هذه التقنيات واعتمادها.
أخبار ذات صلة
وحالياً تقوم شركة "ماتيريال هايبرد مانوفاكتشرينغ" الناشئة في ميامي والمتخصصة في تصنيع البطاريات بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، بطباعة خلايا بطاريات تجريبية ثلاثية الأبعاد في المختبر، لإثبات فعالية هذه التقنية مع تركيبات كيميائية مختلفة.
وأعلنت ماتيريال مؤخراً عن جولة تمويل تأسيسي بقيمة 7.1 مليون دولار أميركي، وعقد بقيمة 1.25 مليون دولار أميركي مع القوات الجوية الأميركية. وبحلول نهاية شهر أغسطس المقبل، تخطط الشركة لتحقيق المرحلة التالية في عقدها مع القوات الجوية من خلال تصنيع نماذج أولية لبطاريات طائرة "سكاي رايدر" بدون طيار من إنتاج شركة تيليداين فلير.
وكانت طائرة "سكاي رايدر" تستوعب سابقاً أربع حزم فقط من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، ولكن بفضل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد التي طورتها شركة ماتيريال، أصبح بالإمكان زيادة سعة تخزين الطاقة في الطائرة بنسبة 35% وذلك دون الحاجة إلى مساحة إضافية.
بطاريات الألومنيوم والهواء
أما بالنسبة لشركة رايت إلكتريك، ومقرها مالطا، نيويورك، فقد كانت الطباعة ثلاثية الأبعاد مفتاحاً أساسياً لتصنيع نوع فريد من البطاريات يُعرف باسم بطاريات الألومنيوم والهواء.
وتتميز بطاريات الألومنيوم والهواء بسعة تخزين هائلة، ويمكن استبدالها بأخرى عند نفاذ طاقتها كونها غير قابلة لإعادة الشحن، وهي مفيدة للتطبيقات العسكرية في المناطق النائية.
ويقول جيف إنجلر، الرئيس التنفيذي لشركة رايت إلكتريك، إن شركته تركز على القطاع العسكري باعتباره أفضل عميل لهذه البطاريات عالية الأداء وباهظة الثمن والتي لا تزال في مراحلها الأولى.
ويضيف إنجلر إن الحروب التي تتمحور حول الطائرات المسيّرة، والتي تندلع في كل مكان، تعني الحاجة إلى طائرات أخف وزناً، مشيراً إلى أن الجيوش تسعى إلى إيجاد طرق لزيادة المساحة وتقليل الوزن في الطائرات الأكبر حجماً.
كيف يمكن طباعة بطارية؟
ويقول الاستشاري في الطاقة النظيفة المهندس حسن الدسوقي، في حديث لموقع "اقتصاد سكاي نيوز عربية"، إن فكرة "طباعة بطارية" قد تبدو غريبة للوهلة الأولى ولكنها تشبه عملية بناء منزل، حيث يتم رص طبقة فوق أخرى حتى يكتمل البناء، مع فارق أن الطابعة تستخدم مواداً متخصصة لتشكيل مكونات البطارية، مثل القطب الموجب والقطب السالب والمواد الناقلة للإلكترونات، لافتاً إلى أن الطابعة تقوم بترسيب هذه المواد طبقة تلو الأخرى وبدقة متناهية، وفق تصميم رقمي يحدده المهندس مسبقاً، وذلك حتى تتشكل بطارية كاملة بالشكل المطلوب.
استغلال الفراغات
ويشرح الدسوقي أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للبطاريات تأتي لتكسر القيود التاريخية في هذه الصناعة، حيث لم تعد البطارية قطعة مستقلة يتم تركيبها داخل الجهاز، بل أصبحت هي الجهاز نفسه والفرق الجوهري هنا هو القضاء على التبعية بين حجم البطارية وحجم الجهاز، فالمهندس لم يعد مقيداً بقوالب البطاريات التقليدية، بل بات بمقدوره طباعة خلايا الطاقة كجزء لا يتجزأ من زوايا وانحناءات الجهاز ذاته، وتحويل أي فراغ هيكلي كان متروكاً بلا فائدة إلى مخزن طاقة ذكي.
التحدي الأكبر
ويضيف الدسوقي إن التحدي الحقيقي الذي يواجه البطاريات المطبوعة، هو كيفية حفاظها على استقرار المواد الكيميائية وضمان بقائها مستقرة وآمنة أثناء عملية الطباعة، بحيث لا يحدث تماس كهربائي أو تراجع في كفاءة نقل الطاقة، مشيراً إلى أن نجاح الشركات الناشئة في طباعة خلايا تجريبية مستقرة، يمثل نقطة تحول مهمة، لأنه يعني أن التحدي العلمي الأساسي بات وراءنا، وأن السباق انتقل الآن إلى مرحلة تطوير المنتجات وتوسيع الإنتاج.
هندسة حرة
من جهته يقول المهندس الكهربائي محمد عيتاني، في حديث لموقع "اقتصاد سكاي نيوز عربية"، إن معظم الأجهزة تعتمد اليوم على معادلة ثابتة، وهي أن هناك مساحة محددة يجب تخصيصها للبطارية، وكلما احتجنا إلى طاقة أكبر اضطررنا إلى زيادة حجم البطارية أو وزنها، أما الطباعة ثلاثية الأبعاد فتقلب هذه المعادلة رأساً على عقب، لأنها تسمح بتوزيع البطارية داخل هيكل الجهاز نفسه، ما يمنح المصممين والمهندسين حرية غير مسبوقة في ابتكار منتجات جديدة.
مستقبل التصنيع
وأكد عيتاني أن هذه التكنولوجيا ستحدث تحولاً جذرياً في معايير التصنيع، حيث ستتحرر الشركات من قيود الحجم والوزن لعقود، مما يمهد لظهور منتجات مبتكرة كان يتعذر تنفيذها بالتقنيات التقليدية، وبذلك لن تعود المنافسة محصورة في الأرقام التقليدية للسعة والشحن، بل في عبقرية المهندسين لاستغلال كل مليمتر بنيوي داخل الهواتف والسيارات لتخزين الطاقة، الأمر الذي سيفتح الباب أمام سباق جديد في التصميم والهندسة.
الطريق لا يزال طويلاً
وشدد عيتاني على ضرورة التعامل مع تكنولوجيا طباعة البطاريات بواقعية، كونها ما زالت في مراحلها الأولى، وهناك تحديات كبيرة تتعلق بسرعة التصنيع والتكلفة والاعتمادية والسلامة، وإمكانية الإنتاج بكميات ضخمة، مشيراً إلى أن تحويل النماذج الاختبارية الموجودة في السوق حالياً إلى خطوط إنتاج تجارية يحتاج عادة إلى سنوات من الاختبارات والاستثمارات، ولذلك فإن الانتقال إلى الاستخدام الواسع لهذه التقنية لن يكون فورياً، بل سيبدأ غالباً في الصناعات ذات القيمة العالية، مثل الصناعات الدفاعية والفضائية، قبل أن ينتقل تدريجياً إلى المنتجات الاستهلاكية اليومية.
