اكتشف العلماء تقنيات جديدة تمكن من شحن بطاريات السيارات الكهربائية في غضون دقائق قليلة، مستفيدين من التطورات في مجال كيمياء البطاريات وتصميمها.
تمكنت هذه الابتكارات الحديثة من تحقيق عملية شحن بطاريات بسرعة فائقة، حيث يتم شحنها خلال خمس دقائق فقط، وهو أمر يفوق سرعة أي بطارية متاحة في الأسواق حاليا. ويظل الأمر أكثر أهمية، حيث تحافظ هذه التقنيات على استقرار البطاريات على مدى فترة زمنية طويلة أثناء استخدامها، مما يعزز تحقيق أداء متفوق ومستدام لها.
طموح الباحثون يتجه نحو تعزيز قبول واستخدام السيارات الكهربائية بشكل واسع،.. وذلك من خلال اكتشافاتهم الجديدة التي يأملون أن تساهم في تخفيض تكاليفها، وتحفيز تطوير طرق استخدام تكنولوجيا البطاريات بشكل أكثر استدامة.
أظهرت إحدى المشاريع البحثية المرتبطة بجامعة كورنيل أن المادة الإنديوم،.. التي تستخدم عادة في صناعة طبقات الشاشات والألواح الشمسية، يمكنها أيضا تسهيل عملية شحن البطاريات بسرعة فائقة والمحافظة على قدرتها التخزينية. تحتوي هذه المادة على تركيبة فريدة تمكنها من الشحن بسرعة دون فقدان هذا الشحن.
وفي ورقة بحثية جديدة بعنوان “الشحن السريع والتخزين طويل الأمد في بطاريات الليثيوم”، التي نشرت في مجلة “جول”،.. يشير العلماء إلى أن هذا الاكتشاف الجديد يمكن أن يسهم في جعل البطاريات أكثر فعالية وأصغر حجما،.. خاصة عند مقارنتها بتقنيات أخرى مثل الشحن المدمج في الطرق. ومع ذلك، يشيرون إلى أهمية استمرار البحث للعثور على مواد بديلة خفيفة الوزن تحتفظ بالخصائص المرغوبة.
تتيح بطاريات الشحن السريع إمكانية تحويل مجموعة واسعة من الصناعات، من بينها صناعة السيارات الكهربائية. ويشكل القلق بشأن مدى السيارة تحديا رئيسيا للكهربة في قطاع النقل،.. حيث يعبِر العديد من السائقين عن قلقهم إزاء مسافة السفر المحدودة أو القلق حيال مدى الوقت الذي سيتطلبه شحن بطاريتهم. ويتسبب هذا القلق في توتر إضافي نظرا لأن عملية شحن السيارات الكهربائية قد تعني انتظارا طويلا أثناء توصيلها بشبكة الكهرباء.
اكتشافات علمية تحدث نقلة نوعية في كيمياء البطاريات وتصميمها
قال البروفيسور ليندن آرتشر، الذي يشغل منصب عميد كلية الهندسة ويعمل أستاذا في مجال الهندسة: “يعد القلق بشأن مدى السيارة عائقا أكبر أمام تبني النقل الكهربائي مقارنة بأية عقبات أخرى، مثل تكلفة البطاريات وسعتها،.. ولقد حددنا طريقا لتخطي هذا العائق من خلال استخدام تصميمات الأقطاب الكهربائية الذكية”. وأضاف أن تحسين عملية الشحن بهذه السرعة يسهم في جعل البطاريات أصغر حجما وأكثر كفاءة،.. مما يقلل من تكلفة المركبات الكهربائية ويزيد من اعتمادها على نطاق واسع.
وبالتالي، تنفذ مجموعة من المشاريع لتسريع عمليات الشحن،.. وتأتي هذه الأبحاث الجديدة من جامعة كورنيل في زمن تم فيه اكتشاف ابتكار آخر من قبل مهندسين في مختبر بروكهافن الوطني، التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، والذي يحسن بشكل كبير معدلات شحن البطاريات.
إقرأ أيضا: بطاريات أيونات الصوديوم تهدد عرش الليثيوم: بديل رخيص ومستدام على الأبواب
اكتشف الباحثون أن إضافة مركب يعرف بنترات السيزيوم إلى جزء من هيكل البطارية يعزز بشكل كبير سرعة شحن بطاريات معدن الليثيوم،.. مع الحفاظ على دورة حياة طويلة. يشكل هذا الاكتشاف جزءا من الجهود المشتركة لفريق البحث الذي يندرج تحت مظلة Battery500،.. وهي مبادرة تعاون بين المعامل البحثية والجامعات،.. تهدف إلى تطوير بطاريات تتميز بكثافة طاقة تصل إلى 500 واط/ساعة لكل كيلوغرام، وهو رقم يفوق بشكل كبير الكثافة الحالية المتاحة.
تظهر النتائج أنه من خلال استخدام مركب نترات السيزيوم،.. يمكن تحسين معدل شحن بطاريات معدن الليثيوم بشكل ملحوظ، وفي الوقت نفسه،.. يمكن الحفاظ على دورة حياة البطاريات بمدى طويل. يذكر أن البطاريات المعدنية لليثيوم تتمتع بكثافة طاقة أعلى من بطاريات الليثيوم أيون،.. ولكنها تعاني من تحديات تقنية تتعلق بالاختيار بين الشحن السريع والحفاظ على عمر البطاريات الطويل.