تطوير ثوري جديد لـ بطاريات السيارات الكهربائية

اكتشف العلماء عملية جديدة يمكن أن تعزز الانتقال إلى الجيل التالي من بطاريات السيارات الكهربائية القابلة لإعادة الشحن القادرة على مضاعفة مدى السيارات الكهربائية الحالية.

قد يساعد البحث في تسهيل التحول من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية - والتي توجد في كل شيء من الهواتف الذكية إلى السيارات الكهربائية - إلى بطاريات الصوديوم ذات الحالة الصلبة، والتي تعد أرخص وأكثر أمانًا.

وتتكون بطاريات الصوديوم ذات الحالة الصلبة أيضًا من مواد أكثر وفرة من نظيراتها من الليثيوم أيون، ومع ذلك فقد ثبت حتى الآن أن الإنتاج الضخم صعب.

والعملية المكتشفة حديثًا يمكن أن تتغلب على هذه العقبة من خلال التخليق الشامل لإلكتروليت عالي التوصيل، وهذه العملية المطورة حديثًا مفيدة لإنتاج جميع مواد الكبريتيد المحتوية على الصوديوم تقريبًا، بما في ذلك الإلكتروليتات الصلبة والمواد النشطة للأقطاب الكهربائية.

كما أن هذه العملية، مقارنة بالطرق التقليدية، تجعل من السهل الحصول على مواد تظهر أداءً أعلى، لذلك نعتقد أنها ستصبح عملية رئيسية للتطوير المستقبلي للمواد الخاصة ببطاريات الصوديوم الصلبة بالكامل.

ما هو الإلكتروليت الصلب؟

يتميز إلكتروليت الكبريتيد الصلب بأعلى موصلية لأيونات الصوديوم في العالم، وهو أعلى بنحو 10 مرات مما هو مطلوب للاستخدام التجاري.

وعلى عكس الإلكتروليتات السائلة المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون، فإن الإلكتروليت الصلب ليس عرضة للاشتعال عند إسقاطه أو شحنه بطريقة خاطئة.

قد يثبت هذا الاختراق أنه الأكثر وعدًا لقطاع المركبات الكهربائية، حيث يوفر أداءً متفوقًا وتكلفة مخفضة واستدامة محسنة.

كما يمكنهم القضاء على قلق المدى من خلال تحسين سعة شحن بطاريات السيارات الكهربائية بشكل كبير.

وتزعم شركة صناعة السيارات اليابانية تويوتا أن البطاريات الصلبة يمكن أن توفر مدى يبلغ 1200 كيلومتر، وهو أكثر من ضعف مدى المركبات الكهربائية الموجودة حاليًا في السوق. يمكن أن تكون أوقات شحن هذه البطاريات الجديدة قصيرة مثل 10 دقائق.

وقد تم نشر البحث في المجلة العلمية Energy Storage Materials، في ورقة بحثية بعنوان "استخدام تدفق البولي سلفيدات التفاعلية Na2Sx لتركيب إلكتروليتات صلبة من الكبريتيد لجميع بطاريات الصوديوم ذات الحالة الصلبة".