يطور العلماء بطاريات كهربائية فائقة السرعة والشحن في 10 دقائق

يعد القلق من المدى والبطاريات غير الفعالة وأوقات الشحن الطويلة أحد أبرز الأسباب التي تعيق التحول السريع إلى السيارات الكهربائية لكن التكنولوجيا المحيطة بالبطاريات تتسارع بوتيرة كبيرة.

فمع وجود الكثير من تلك التكنولوجيا في الكليات والجامعات التي تركز على تطوير التكنولوجيا المستقبلية، ومنها في جامعة ولاية بنسلفانيا، كان العلماء يضغطون على تكنولوجيا البطاريات لعدة سنوات حتى الآن، ويبدو أنهم حققوا تقدماً كبيراً مؤخراً.

يأتي التطوير من فريق من المهندسين بقيادة تشاو يانغ وانغ الذين قطعوا خطوات كبيرة في السنوات الأخيرة، في عام 2016، طور الفريق نظاماً ذاتي التنظيم لدرجة الحرارة لمعالجة مشكلة الأداء الضعيف لبطاريات الليثيوم في المناخات الباردة، يعتمد هذا على رقائق النيكل التي تسخن البطارية بسرعة في ظروف شديدة البرودة، مما يسمح لها بمواصلة العمل بشكل صحيح.

استخدم العلماء هذه الطريقة في عام 2019 لشحن نموذج أولي لبطارية الليثيوم في درجات حرارة عالية، والذي يؤدي عادةً إلى تدهورها، هذه المرة تم تسخين البطارية بسرعة - في 30 ثانية فقط - باستخدام رقاقة رقيقة من النيكل تمر خلالها الإلكترونات قبل أن يتم تبريدها على الفور مرة أخرى.

تم ذلك بطريقة لم تتسبب في تدهور البطارية مع تمكينها من الاستفادة من الشحن الأسرع الذي توفره درجات الحرارة المرتفعة، وفقاً لهذه الدراسة، قد يتم شحن بطارية السيارة الكهربائية بالكامل في أقل من 10 دقائق، مما يمنحها نطاقاً يتراوح من 200 إلى 300 ميل.

في دراسة صدرت مؤخراً، قام العلماء الذين كانوا يعملون على هذه التقنية بإقران وقت الشحن السريع لبطارية نموذج أولي جديد مع زيادة كثافة الطاقة، يتم استخدام عنصر التسخين من رقائق النيكل مرة أخرى لتسهيل أوقات الشحن الأسرع.

ويحتوي الإصدار الأحدث على كثافة طاقة تبلغ 265 واط / كجم، وهو تحسن عن 209 واط / كجم من التكرار السابق، وفقاً للعلماء، تعد كثافة الطاقة هذه ووقت الشحن السريع مزيجاً قياسياً قد يوفر بعض فرص التصميم المثيرة للاهتمام للسيارات الكهربائية.

وفقاً للباحثين، فإن هذا يعادل حوالي 500000 ميل مدفوعة من خلال الشحن السريع حيث يمكن شحن البطاريات بنسبة 70% في 11 دقيقة فقط، أي ما مجموعه 2000 دورة.

غني عن القول، إن تقنية البطاريات الجديدة هذه ستمهد الطريق لحزم بطاريات أقل تكلفة وأكثر إحكاما وكثيفة الطاقة يمكن إعادة شحنها بسرعة للحفاظ على المركبات الكهربائية على الطريق لفترة أطول.

بالطبع، مع وجود هذه التكنولوجيا في مرحلة التطوير، سيتعين الانتظار ربما بضع سنوات أخرى قبل أن يتم بدء طرحها في المركبات التجارية، علاوة على ذلك، فإن العقبة التالية أمام التبني السائد لهذه التقنية ستكون تطوير البنية التحتية لتوفير وصول سهل إلى هذه التكنولوجيا.