بطارية ليثيوم أيون تشحن بالكامل في 5 دقائق
طور باحثون في جامعة كورنيل الأميركية الخاصة بطارية ليثيوم أيون لديها القدرة على إنجاز الشحن في 5 دقائق مع استمرارها في تقديم أداء تشغيلي مستقر عبر دورات “الشحن والتفريغ” المستمرة.
تقنية ثورية لبطارية ليثيوم أيون
ووفق دراسة نشرتها مجلة جول (Joule) فإن التقنية الجديدة قادرة على تبديد المخاوف التي تساور عشاق اقتناء السيارات الكهربائية بشأن بطارياتها: ما هو نطاق الأميال الخاصة بها؟ ما المدة التي تستغرقها عملية شحن البطاريات؟ وكيف يؤثر الشحن في العمر الوظيفي للبطارية على المدى الطويل؟
وخاصة أن معظم السيارات الكهربائية بالكامل والمركبات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن تستعمل اليوم بطاريات الليثيوم أيون.
أنواع بطاريات الليثيوم أيون
وتُستعمَل بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع في السيارات الكهربائية كونها خفيفة الوزن وتتسم بكفاءة عالية في إنتاج الطاقة إلى جانب عمرها الوظيفي الطويل.
وتعتمد المدة التي تستغرقها تلك البطاريات في عملية الشحن على حجمها ونوع الشاحن المستعمل.
فأجهزة الشحن السريعة لديها القدرة على شحن سيارة كهربائية في مدة لا تقل عن 30 دقيقة في حين أنه قد تستغرق الشواحن من “المستوى الأول” المستعملة غالباً في المباني السكنية ما يزيد على 40 ساعة.
وكانت هناك تطورات في أجهزة الشحن أيضاً حيث تقول شركة غرافيتي (Gravity) الناشئة إن أجهزة الشحن الخاصة بها تستغرق 5 دقائق فقط في المركبات البالغة مداها 200 ميل رغم أن بعض السيارات الكهربائية ليست مصممة للتعامل مع الكهرباء المخزنة في أجهزة الشحن تلك.
ورغم كل المزايا التي تتيحها بطاريات الليثيوم أيون تبرز هناك بعض السلبيات المقترنة بها من بينها الوقت الذي تستغرقه في الشحن والمشكلات ذات الصلة بالتعامل مع الزيادة الكبيرة في التيار الكهربائي.
الإنديوم كلمة السر
ووجد الباحثون أن معدناً يسمى الإنديوم والذي يُستعمَل غالباً في الشاشات العاملة بخاصية اللمس والألواح الشمسية يساعد في الشحن السريع وتخزين الكهرباء في البطاريات.
وتستعمل البطاريات التي بحوذة هؤلاء الباحثين أنودات الإنديوم علماً بأن أنودات بطاريات الليثيوم أيون تستعمل عادة الغرافيت المطلي برقائق النحاس.
ومع مدة شحن لا تتجاوز 5 دقائق قد لا يحتاج سائقو السيارات الكهربائية إلى الشعور بالقلق بشأن عدد الأميال التي يمكن أن تستغرقها بطارية السيارة الكهربائية الخاصة بهم بشحنة واحدة وهو ما يطلق عليه اسم “القلق من المدى”.
وقال أستاذ الهندسة وعميد كلية الهندسة بجامعة كورنيل ليندن آرتشر الذي أشرف على مشروع البطارية: إذا كان بمقدورك شحن بطارية السيارة الكهربائية في 5 دقائق فلن تحتاج إلى بطارية كبيرة تكفي لمسافة 300 ميل.
وأضاف آرتشر: يمكنك تصنيع تلك البطارية بتكلفة أقل ما قد يخفض من تكلفة المركبات الكهربائية ويتيح اعتمادها على نطاق أوسع.
أوجه عيوب بطارية ليثيوم أيون الجديدة
وتظهر أنودات الإنديوم أيضاً بعض العيوب بما في ذلك ثقل الحجم غير أن صانعي المركبات الكهربائية يعطون الأولوية للمواد خفيفة الوزن.
ومع ذلك فإن هذا التطوير يمكن أن يعزز إنتاج المزيد من البطاريات سريعة الشحن في المستقبل.
وإلى ذلك يقول الباحثون إن بمقدورهم البحث عن معادن أخرى لها الخصائص نفسها غير أنها أخف وزناً.
وفي هذا الخصوص تساءل آرتشر: هل هناك سبائك معدنية لم ندرسها من قبل ولها الخصائص المطلوبة؟
وتابع: وهذا هو السبب الذي يجعلني أشعر بالرضا وهو أن هناك مبدأ عاماً في العمل يسمح لأي شخص بتصميم أنود أفضل للبطارية يحقق معدلات شحن أسرع من التقنيات الحديثة.