دراسة كندية: إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية تعمل لمسافة 8 مليون كيلو (فيديو)
تمكن الباحثون من دراسة بطاريات EV الليثيوم أيون، باستخدام السنكروترون دون تفكيكها، حيث يمكن لنوع جديد من بطاريات ذات قطب بلوري واحد أن تتحمل أكثر من 20 ألف دورة شحن وتفريغ قبل الوصول إلى حد 80 بالمائة من السعة.
ويوضح موقع الأيام المصرية خلال السطور التالية حول ابتكار نوعًا جديدًا من البطاريات الخاصة بالسيارات الكهربائية، تستطيع أن تستمر لأكثر من 8 مليون كيلو متر، ويتم شحنها لأكثر من 20 ألف مرة.
استخدام بطاريات السيارات الكهربائية لتخزين طاقة الرياح والشمسية
قام باحثون في جامعة دالهوزي الكندية، بدراسة البطارية باستخدام سنكروترون فائق السطوع بعد خضوعها لاختبارات مستمرة لمدة ست سنوات، إذا تم تركيبها على مركبة كهربائية، فإن هذا يعني تقريبًا مسافة مقطوعة تبلغ حوالي خمسة ملايين ميل (ثمانية ملايين كيلومتر).
ويمكن تجميع هذه البطاريات وإعادة استخدامها لتخزين الطاقة من محطات طاقة الرياح والطاقة الشمسية بعد أن تصل السيارة الكهربائية إلى نهاية دورة حياتها، ولكي تصل التكنولوجيا إلى هذه الحالة، يحتاج الباحثون إلى فهم آلية تدهور البطارية، وهنا ساعدت شركة Canadian Light Source (CLS) في جامعة ساسكاتشوان.
وقام باحثون في جامعة دالهوزي بدراسة نوعين من بطاريات الليثيوم أيون، واحدة بإلكترود عادي والأخرى بإلكترود أحادي البلورة تحت ضوء السنكروترون فائق السطوع في CLS، بتمويل من شركة تسلا كندا ومجلس البحوث في العلوم الطبيعية والهندسة (NSERC).
ويوضح توبي بوند، كبير العلماء في CLS، أن الشيء العظيم في القيام بهذا النوع من القياسات في السنكروترون هو أننا نستطيع في الواقع أن ننظر إلى هذا على المستوى المجهري دون الحاجة إلى تفكيك الخلية.
وأضاف بوند أنه في النهاية، كان هناك الكثير من الشقوق لدرجة أن القطب الكهربائي تحول إلى مسحوق"، و داخل البطارية العادية، يجبر الليثيوم ذرات مادة القطب الكهربائي على التمدد والانكماش، مما يؤدي إلى تشققات مجهرية.
وقد توصل الباحثون إلى الاختلاف المذهل بين قطبي البطارية في شكل وسلوك المواد التي يصنعان منها. فالقطب الكهربائي للبطارية العادية يتألف من جزيئات أرق بنحو خمسين مرة من شعرة الإنسان. ولكن هذه الجزيئات تتألف أيضاً من بلورات أصغر كثيراً وتتماسك معاً مثل رقاقات الثلج في كرة الثلج.
ويثق الباحثون في أننا نصل إلى النقطة الحرجة حيث ستدوم البطاريات لفترة أطول من المكونات الأخرى للسيارة ولن تكون عامل تقييد لها بعد الآن، حيث نشرت نتائج البحث في مجلة الجمعية الكهروكيميائية .
وفي الدراسة، تم البحث عن درجة الحرارة المناسبة لمحاولة تصنيع تلك المواد أحادية البلورة بجودة عالية، حيث يعتقد الباحثون أن هذه المشكلة يمكن معالجتها عن طريق إنتاج "مادة الكاثود" في جسيم واحد كبير أو بلورة، والتي تكون أقل عرضة للتحلل.
وتوصل الباحثون إلى درجة الحرارة اللازمة لإنتاج المواد بجودة عالية وبسهولة نسبية، حيث يزداد حجم الحبيبات الموجودة داخل المادة وتغطي المساحات الفارغة، تصبح المواد صلبة للغاية ولا تتحلل، وتستمر لفترة أطول.
وأكد كيو يونج بارك، الأستاذ في جامعة Pohang للعلوم والتكنولوجيا: "قدمنا استراتيجية تركيبية جديدة لتعزيز متانة مواد الكاثود القائمة على النيكل، وسنواصل أبحاثنا لجعل البطاريات الثانوية للسيارات الكهربائية أرخص وأسرع وأطول أمدا"، حيث نشرت الدراسة في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces.
تفرض الولايات المتحدة قانونًا لاحتفاظ البطاريات بسعة 80% حتى بعد ثماني سنوات من التشغيل، ومع ذلك، يعتقد خبراء الصناعة أن التكنولوجيا تحتاج إلى التقدم بشكل كافٍ حتى تتمكن البطاريات من الاستمرار لفترة أطول من عمر السيارة نفسها.
