تقنية جديدة تعد بنطاق كبير جدا للسيارات الكهربائية

نظرًا لأن السيارات الكهربائية أصبحت سائدة بشكل متزايد، فإن التكنولوجيا الموجودة تحت جلد تلك السيارات الصامتة تتحسن باستمرار.

خذ السيارة لوسيد آير ذات التصميم الأنيق، على سبيل المثال.

مع نطاق يصل إلى 520 ميلاً، فهي تسبق السيارات الكهربائية من السنوات الماضية ولكن هناك دائمًا مجال للتحسين.

أظهر فريق من جامعة ميشيغان كيف يمكن لشبكة من الألياف النانوية، مصنوعة من الكيفلار المعاد تدويره أن تسمح لبطاريات الليثيوم والكبريت بالتغلب على المشكلات المحيطة بدورة الحياة، مثل عدد المرات التي يمكن فيها شحنها وتفريغها.

تدعي مؤسسة آن أربور البالغة من العمر 204 عامًا أن غشاء البطارية المستوحى بيولوجيًا قد "مكّن بطارية بخمسة أضعاف قدرة تصميم ليثيوم أيون القياسي في الصناعة" مما يمنحها أكثر من ألف دورة مطلوبة لتشغيل سيارة كهربائية.

يقول البروفيسور نيكولاس كوتوف، الذي قاد فريق البحث، إن هناك عدة تقارير تدعي عدة مئات من الدورات لبطاريات الليثيوم-الكبريت، لكن تجاهل ذكر ذلك يأتي على حساب عوامل مهمة مثل السعة والسلامة ومعدلات الشحن والمرونة. 

وأضاف: "التحدي في الوقت الحاضر هو صنع بطارية تزيد من معدل ركوب السيارات من الدورات العشر السابقة إلى مئات الدورات وتفي بمتطلبات أخرى متعددة بما في ذلك التكلفة".

اعتمد كوتوف وفريقه سابقًا على شبكات من ألياف الأراميد النانوية المشبعة بهلام الإلكتروليت، لإيقاف أحد الجناة الرئيسيين وراء دورة حياة قصيرة.

التشعبات - التي تنمو من قطب كهربائي إلى آخر - تخترق الغشاء. 

وتمنع ألياف الأراميد الكبيرة التشعبات من القيام بذلك.

المشكلة التي تعاني منها بطاريات الليثيوم-الكبريت هي الجزيئات الصغيرة من الليثيوم والكبريت التي تتدفق إلى الليثيوم، وتربط نفسها، وبالتالي تقلل من قدرة البطارية. 

باستخدام عملية تسمى انتقائية الأيونات، يمكن للغشاء سد الجسيمات، والمعروفة أيضًا باسم بولي كبريتيد الليثيوم.

يقول Kotov إن تحقيق مستويات قياسية لمعلمات متعددة لخصائص مواد متعددة هو المطلوب لبطاريات السيارات. 

ويشير أستاذ العلوم الكيميائية والهندسة أيضًا إلى أن التصميم "شبه مثالي".

القدرة والكفاءة تقترب من الحدود النظرية.

علاوة على ذلك، يمكن للبطارية التعامل مع درجات الحرارة القصوى المرتبطة بتطبيقات السيارات، مثل الشتاء البارد أو الشحن في الحرارة.