تقرير: تكنولوجيا البطاريات الجديدة يمكن أن توفر السيارات الكهربائية الأفضل

يمكن لتكنولوجيا البطاريات الجديدة أن تسمح لـ السيارات الكهربائية بالقيادة لمسافة مليون كيلومتر، وفقا للباحثين الذين ابتكروها.

إلى جانب سعة البطارية، يظل عمرها الافتراضي أحد أكبر عيوب السيارات الكهربائية، وبعد مرور بعض الوقت، تتدهور هذه البطاريات وتحتاج إلى الاستبدال، وهو الأمر الذي قد يكون مكلفًا ومضرًا بالبيئة ومعقدًا.

ويأتي جزء كبير من المشكلة من الطريقة التي تقوم بها بطاريات الليثيوم الثانوية من النوع المستخدم في السيارات الكهربائية بتخزين شحنتها. وهي تفعل ذلك عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية لتخزينها، ومن ثم العودة إلى طاقة كهربائية لاستخدامها.

ويفعلون ذلك باستخدام مواد كاثود النيكل، القادرة على تخزين كمية كبيرة من أيونات الليثيوم المطلوبة لهذه العملية. لكن المواد التي أساسها النيكل مصنوعة من بلورات صغيرة، ويمكن أن تتحلل تدريجيًا أثناء شحنها وتفريغها.

يعتقد الباحثون أن هذه المشكلة يمكن معالجتها عن طريق إنتاج مادة الكاثود في جسيم واحد كبير أو بلورة، والتي تكون أقل عرضة للتحلل.

تفاصيل الدراسة

في الدراسة الجديدة، بحث الباحثون عن درجة الحرارة المناسبة لمحاولة تصنيع تلك المواد أحادية البلورة بجودة عالية، حيث بحثوا في مجموعة من درجات الحرارة المختلفة وفحصوا تأثيرها على قدرة المادة وأدائها على المدى الطويل.

ووجدوا أن هناك درجة حرارة حرجة يمكن عندها إنتاج المواد بجودة عالية وبسهولة نسبية، وسوف تستمر بعد ذلك لفترة أطول.

وفوق درجة الحرارة تحدث عملية تسمى “التكثيف”، حيث يزداد حجم الحبيبات الموجودة داخل المادة وتمتلئ أي مساحات فارغة.

وبمجرد حدوث ذلك، تصبح المواد صلبة للغاية ولا تتحلل، مما يسمح لها بالاستمرار لفترة أطول.

تعليقات على الدراسة

وقال كيو يونج بارك، الأستاذ في جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا، حيث تم إجراء العمل: "لقد قدمنا استراتيجية تركيبية جديدة لتعزيز متانة مواد الكاثود القائمة على النيكل، حيث سنواصل أبحاثنا لجعل البطاريات الثانوية للسيارات الكهربائية أرخص وأسرع وأطول أمدا."

وتم وصف البحث في مقال نُشر مؤخرًا بعنوان "دراسة مقارنة للبنية المجهرية الحرارية في كاثود عالي النيكل لبطاريات الليثيوم أيون: درجة حرارة التكليس الحرجة للتصميم متعدد البلورات والتصميم أحادي البلورات".