تقنية جديدة لشحن بطاريات السيارات الكهربائية فى 10 دقائق فقط

نُشِرَت دراسة تُفصِّل التركيبة القياسية لوقت الشحن الأقصر والمزيد من الطاقة المكتسبة لنطاق سفر أطول في 12 أكتوبر في مجلة "نيتشر"، حيث أتاح التصميم وقت شحن مدته 10 دقائق لبطارية السيارة الكهربائية النموذجية.

وقال تشاو يانغ وانغ، المؤلف الرئيسي للدراسة، "إن الحاجة إلى بطاريات أصغر وأسرع شحن أكبر من أي وقت مضى، ببساطة لا يوجد ما يكفي من البطاريات والمواد الخام الهامة، لتلبية الطلب المتوقع".

تبنى مجلس الموارد الجوية في كاليفورنيا خطة شاملة في أغسطس الماضي لفرض قيود على بيع المركبات التي تعمل بالبنزين في الولاية وحظر بيعها، هذا يعني أنه بحلول عام 2035، سيتوقف أكبر سوق للسيارات في الولايات المتحدة بشكل فعال عن محرك الاحتراق الداخلي.

وأوضح وانغ أنه إذا كانت مبيعات السيارات الجديدة ستتحول إلى السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات، فسيلزمهم التغلب على عيبين رئيسيين، أولاً إنها بطيئة جدًا في إعادة الشحن، ثانيًا، أنها كبيرة جدًا بحيث لا تكون فعالة ومعقولة التكلفة، بدلاً من قضاء بضع دقائق في مضخة الغاز، يمكن أن تستغرق بعض المركبات الكهربائية طوال اليوم لإعادة الشحن اعتمادًا على البطارية.

قال وانغ: "تعمل تقنية الشحن السريع الخاصة بنا مع معظم البطاريات كثيفة الطاقة وستفتح إمكانية جديدة لتقليص حجم بطاريات السيارات الكهربائية من 150 إلى 50 كيلو واط في الساعة دون التسبب في شعور السائقين بالقلق، وستعمل البطاريات الأصغر والأسرع شحنًا على خفض تكلفة البطارية بشكل كبير واستخدام المواد الخام المهمة مثل الكوبالت والجرافيت والليثيوم، مما يتيح الاعتماد الشامل للسيارات الكهربائية بأسعار معقولة".

وأوضح وانغ أن التكنولوجيا تعتمد على التعديل الحراري الداخلي، وهي طريقة فعالة للتحكم في درجة الحرارة للمطالبة بأفضل أداء ممكن من البطارية، حيث تعمل البطاريات بكفاءة عالية عندما تكون ساخنة، حيث أن الحفاظ على البطاريات عند درجة الحرارة المناسبة تحديًا كبيرًا لمهندسي البطاريات، وقال وانغ إنهم اعتمدوا على أنظمة التدفئة والتبريد الخارجية الضخمة لتنظيم درجة حرارة البطارية، والتي تستجيب ببطء وتهدر الكثير من الطاقة.

قرر وانغ وفريقه بدلاً من ذلك تنظيم درجة الحرارة من داخل البطارية، حيث طور الباحثون بنية بطارية جديدة تضيف رقائق نيكل رفيعة للغاية كمكون رابع إلى جانب الأنود والإلكتروليت والكاثود، حيث ينظم درجة حرارة البطارية وتفاعلها ذاتيًا مما يسمح بشحن سريع لمدة 10 دقائق على أي بطارية EV تقريبًا.