شحن أسرع وطاقة أكبر ومسافات أطول.. تحطيم الرقم القياسي لأقصر فترة شحن بطارية السيارة الكهربائية.. في 10 دقائق
طور الباحثون بنية بطارية جديدة تضيف رقائق نيكل رفيعة للغاية كمكون رابع إلى جانب الأنود والإلكتروليت والكاثود
في خطوة تمهد لتخفيض أسعار تكلفة السيارات الكهربائية، تم الإعلان عن المجموعة التي حطمت الأرقام القياسية لوقت شحن أقصر ومزيد من الطاقة المكتسبة لنطاق سفر أطول .
لقد أتاح الإنجاز الكبير الذي تم نشره في مجلة Nature تصميم بطارية سيارة كهربائية تختصر وقت شحن مدته 10 دقائق لبطارية EV نموذجية.
قال تشاو يانج وانج، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة ولاية بنسلفانيا، والمؤلف الرئيسي للدراسة، “إن الحاجة إلى بطاريات أصغر وأسرع شحن أكبر من أي وقت مضى”، “ببساطة ليس هناك ما يكفي من البطاريات والمواد الخام الضرورية ، خاصة تلك المنتجة محليًا، لتلبية الطلب المتوقع.”
عليهم التغلب على عيبين رئيسيين
أوضح وانج، أنه إذا كانت مبيعات السيارات الجديدة ستتحول إلى السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات، فسيتعين عليهم التغلب على عيبين رئيسيين: بطء إعادة شحنها وكبيرها جدًا بحيث لا تكون فعالة ومعقولة التكلفة.، بدلاً من قضاء بضع دقائق في مضخة الغاز، اعتمادًا على البطارية، يمكن أن تستغرق بعض المركبات الكهربائية طوال اليوم لإعادة الشحن.
قال وانج، الذي شارك مختبره مع شركة ناشئة مقرها كلية ستيت كولدج: “تعمل تقنية الشحن السريع الخاصة بنا مع معظم البطاريات كثيفة الطاقة، وستفتح إمكانية جديدة لتقليص حجم بطاريات السيارات الكهربائية من 150 إلى 50 كيلو وات في الساعة دون التسبب في شعور السائقين بالقلق من النطاق”.
EC Power
لتطوير التكنولوجيا، “ستعمل البطاريات الأصغر والأسرع شحنًا على خفض تكلفة البطارية بشكل كبير، واستخدام المواد الخام المهمة مثل الكوبالت والجرافيت والليثيوم، مما يتيح الاعتماد الشامل للسيارات الكهربائية ذات الأسعار المعقولة.”
التعديل الحراري الداخلي
وأوضح وانج، أن التكنولوجيا تعتمد على التعديل الحراري الداخلي، وهي طريقة فعالة للتحكم في درجة الحرارة للمطالبة بأفضل أداء ممكن من البطارية، تعمل البطاريات بكفاءة عالية عندما تكون ساخنة ، ولكن ليست ساخنة جدًا، كان الحفاظ على البطاريات على الدوام عند درجة الحرارة المناسبة تحديًا كبيرًا لمهندسي البطاريات.
وقال وانج إنه تاريخيًا، اعتمدوا على أنظمة التدفئة والتبريد الخارجية الضخمة لتنظيم درجة حرارة البطارية، والتي تستجيب ببطء وتهدر الكثير من الطاقة.
رقائق نيكل رفيعة للغاية
قرر وانج وفريقه بدلاً من ذلك تنظيم درجة الحرارة من داخل البطارية، طور الباحثون بنية بطارية جديدة تضيف رقائق نيكل رفيعة للغاية كمكون رابع إلى جانب الأنود والإلكتروليت والكاثود.
وأوضح وانج أنه يعمل كمحفز، حيث ينظم ورق النيكل درجة حرارة البطارية وتفاعلها ذاتيًا مما يسمح بشحن سريع لمدة 10 دقائق على أي بطارية EV تقريبًا.
كتب الباحثون: “البطاريات الحقيقية سريعة الشحن سيكون لها تأثير فوري”، “نظرًا لعدم وجود ما يكفي من المعادن الخام لكل سيارة محرك احتراق داخلي ليتم استبدالها بمركبة كهربائية مجهزة بقدرة 150 كيلو وات في الساعة، فإن الشحن السريع أمر ضروري للمركبات الكهربائية لكي تصبح سائدة.”
قال وانج إن شريك الدراسة، EC Power ، يعمل على تصنيع وتسويق البطارية سريعة الشحن من أجل مستقبل ميسور ومستدام لكهربة المركبات.
