القائمة القائمة

ابتكر باحثو شيكاغو نموذجًا أوليًا لبطارية EV بمدى 1,000 ميل

ابتكر الباحثون في مختبر أرغون الوطني ومعهد إلينوي للتكنولوجيا نموذجًا أوليًا للبطارية مع القدرة على توسيع نطاق المركبات الكهربائية إلى 1,000 ميل. قد يكون هذا أيضًا ضخمًا بالنسبة للطائرات المستدامة.

من المحتمل أن يتراوح متوسط ​​السيارة الكهربائية في السوق بين 100 و 300 ميل لكل شحنة ، على الرغم من أن شركات صناعة السيارات تسعى جاهدة للحصول على المزيد مع إصدارات بطارية الحالة الصلبة.

على عكس نظيراتها من الليثيوم أيون ، يتم تصنيع هذه البطاريات المحسّنة من مادة إلكتروليت صلبة ، عادةً من السيراميك ، والتي يمكن أن تحمل قدرًا أكبر من الكهرباء لكل وحدة كتلة من السائل أو الجل.

التجارب جارية لزيادة كفاءة بطاريات الحالة الصلبة من أجل تحقيق الإمالة الكاملة لثورة المركبات الكهربائية قبل 2040. على هذه الجبهة ، تم تسجيل إنجاز ضخم مؤخرًا في شيكاغو.

تعاون الباحثون في مختبر أرغون الوطني ومعهد إلينوي للتكنولوجيا لتصميم بطارية ثورية يمكنها تشغيل محرك كهربائي لمسافة 1,000 ميل بشحنة واحدة - كما هو موضح في المجلة علوم.

وخلصوا إلى أن أعلى احتمالية لكثافة الطاقة كان ممكنًا باستخدام فئة من بطاريات الليثيوم الهوائية توصف لأكثر من عقد كمنافس حقيقي للبنزين ، ولكن مع عدم وجود اختراق تجاري ملحوظ حتى تلك النقطة.

قام الفريق أخيرًا بوضع العلم النظري موضع التنفيذ في عام 2023 ، ومع ذلك ، فقد أنشأ نموذجًا أوليًا قويًا مكثفًا في حجم عملة واحدة تقريبًا. قال المهندس الكيميائي الرئيسي للدراسة "الأمر كله يتعلق بالكيمياء وكثافة الطاقة" محمد أسدي.

في هذه البطارية ، يتكون الأنود من شكل صلب من الليثيوم. يتدفق الهواء من خلال ثقوب صغيرة في الكاثود ، ويتفاعل الأكسجين مع أيونات الليثيوم التي تمر عبر المنحل بالكهرباء الصلبة لتوليد الكهرباء.

ما يجعل هذا النموذج بالتحديد رائدًا للغاية ، هو أن كل جزيء أكسجين يتفاعل مع ما يصل إلى أربعة إلكترونات في وقت واحد ، وهو أمر غير مسبوق في الاختبارات السابقة. يبحث العلماء الآن لمعرفة ما هي مجموعة العوامل المحددة التي تملق الأكسجين للاستجابة عند هذا التردد.

بصرف النظر عن التفاصيل الفنية ، فإن تطبيقات العالم الحقيقي لبطاريات الليثيوم الهوائية واسعة للغاية وواعدة بشكل لا يصدق. كفاءة المركبات الكهربائية هي بلا شك على رأس جدول الأعمال ، ولكن أسدي أكثر إثارة للاهتمام من خلال قدرتها على إحداث تحول مستدام في كل من الصناعات البحرية والطيران.

يقول: `` تتطلب وسائل النقل هذه قدرًا كبيرًا من الطاقة لدرجة أن حزم البطاريات كانت غير عملية بسبب الحجم والوزن الكبيرين اللازمين ''.

على الرغم من هذا الوعد المبكر ، فإن التحدي الحقيقي سيشمل توسيع نطاق التكنولوجيا لتعمل بفعالية أكبر بحوالي 100 مرة. من الآمن أن نفترض أننا ربما لن نرى أي تأثير على السوق في المستقبل المنظور.

في هذه الأثناء، كبار مصنعي السيارات تعمل على بطاريات الحالة الصلبة ، سواء في المنزل مثل تويوتا، أو من خلال الشراكات مع الشركات المصنعة المتخصصة مثل QuantumScope و Solid Power. تختلف الجداول الزمنية للشركة ، لكن العديد يشيرون إلى السنوات الخمس المقبلة على أنها فترة استراحة كبيرة.

عندما يحدث ذلك ، نأمل ألا تكون المركبات الكهربائية هي الخيار الأكثر مسؤولية اجتماعيًا فحسب ، بل ستكون أيضًا أكثر اقتصادية. يقول لاري كيرتس ، كبير الكيميائيين في شركة Argonne ، إن بطاريات الحالة الصلبة "يمكن أن تجعل السيارات أرخص وكذلك أن تذهب أبعد من ذلك".

إمكانية الوصول