تمكن باحثون من جامعة Pohang الكورية الجنوبية من إحداث ثورة حقيقية في صناعة السيارات الكهربائية.
وقدم الباحثون تقنية جديدة تمكن السيارات الكهربائية من السفر لمسافات تصل إلى مليون كيلومتر، مما يعد إنجازًا مهمًا في حل مشكلة عمر البطارية وسعتها.
وأكد الباحثون أن مشكلة عمر البطارية وسعتها أحد أبرز التحديات التي تواجه صناعة السيارات الكهربائية.
كما أن تدهور البطارية الكهربائية، بمرور الوقت يستدعي استبدالها، مما ينتج عنه تكاليف مادية مرتفعة وتأثيرات سلبية على البيئة.
وأفاد الباحثون بأن الجزء الأكبر من هذه المشكلة يكمن في طريقة تخزين بطاريات الليثيوم الثانوية، التي تستخدم على نطاق واسع في السيارات الكهربائية.
وتتضمن هذه العملية تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية للتخزين، ومن ثم استرجاعها مجددًا كطاقة كهربائية للاستخدام في محرك السيارة. بحسب ما نشره موقع قناة روسيا اليوم.
وتابعوا بأن الأمر يتم باستخدام مواد كاثود النيكل التي تمتلك القدرة على تخزين كميات كبيرة من أيونات الليثيوم اللازمة لعملية الشحن والتفريغ.
ومع ذلك، تشكل المواد التي تحتوي على النيكل، والتي تصنع عادةً من بلورات صغيرة، تحديًا بالنسبة لاستقراريتها خلال دورة الشحن والتفريغ المتكررة، فهذه البلورات الصغيرة يمكن أن تتحلل تدريجيا مع الاستخدام المكثف، مما يؤدي إلى تدهور تدريجي في أداء البطارية وقدرتها على تخزين الطاقة بكفاءة عالية.
ويعتقد الباحثون أن هذه المشكلة يمكن معالجتها عن طريق إنتاج "مادة الكاثود" في جسيم واحد كبير أو بلورة والتي تكون أقل عرضة للتحلل، وأكدو أنه خلال الدراسة تم البحث عن درجة الحرارة المناسبة لمحاولة تصنيع تلك المواد أحادية البلورة بجودة عالية.
وأشار الباحثون إلى أنه تم تحديد درجة الحرارة المثالية التي تساعد على تصنيع هذه المواد أحادية البلورة بجودة عالية وبسهولة نسبية، وتلك الدرجة الحرارية تفوق درجات الحرارة التقليدية المعروفة، ما يسهم في حدوث عملية تسمى "التكثيف".
وخلال عملية التكثيف، يحدث زيادة في حجم البلورات داخل المادة ويتم ملء المساحات الفارغة بشكل فعال، وهذا التغيير يؤدي إلى تحول المواد إلى حالة صلبة للغاية ومستقرة، مما يجعلها قادرة على الاستمرار في الأداء لفترات زمنية أطول دون تدهور كبير.
وقال كيو يونج بارك، الأستاذ في جامعة Pohang للعلوم والتكنولوجيا: "قدمنا استراتيجية تركيبية جديدة لتعزيز متانة مواد الكاثود القائمة على النيكل، وسنواصل أبحاثنا لجعل البطاريات الثانوية للسيارات الكهربائية أرخص وأسرع وأطول أمدا".
وقدم الباحثون تقنية جديدة تمكن السيارات الكهربائية من السفر لمسافات تصل إلى مليون كيلومتر، مما يعد إنجازًا مهمًا في حل مشكلة عمر البطارية وسعتها.
وأكد الباحثون أن مشكلة عمر البطارية وسعتها أحد أبرز التحديات التي تواجه صناعة السيارات الكهربائية.
كما أن تدهور البطارية الكهربائية، بمرور الوقت يستدعي استبدالها، مما ينتج عنه تكاليف مادية مرتفعة وتأثيرات سلبية على البيئة.
وأفاد الباحثون بأن الجزء الأكبر من هذه المشكلة يكمن في طريقة تخزين بطاريات الليثيوم الثانوية، التي تستخدم على نطاق واسع في السيارات الكهربائية.
وتتضمن هذه العملية تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية للتخزين، ومن ثم استرجاعها مجددًا كطاقة كهربائية للاستخدام في محرك السيارة. بحسب ما نشره موقع قناة روسيا اليوم.
وتابعوا بأن الأمر يتم باستخدام مواد كاثود النيكل التي تمتلك القدرة على تخزين كميات كبيرة من أيونات الليثيوم اللازمة لعملية الشحن والتفريغ.
ومع ذلك، تشكل المواد التي تحتوي على النيكل، والتي تصنع عادةً من بلورات صغيرة، تحديًا بالنسبة لاستقراريتها خلال دورة الشحن والتفريغ المتكررة، فهذه البلورات الصغيرة يمكن أن تتحلل تدريجيا مع الاستخدام المكثف، مما يؤدي إلى تدهور تدريجي في أداء البطارية وقدرتها على تخزين الطاقة بكفاءة عالية.
ويعتقد الباحثون أن هذه المشكلة يمكن معالجتها عن طريق إنتاج "مادة الكاثود" في جسيم واحد كبير أو بلورة والتي تكون أقل عرضة للتحلل، وأكدو أنه خلال الدراسة تم البحث عن درجة الحرارة المناسبة لمحاولة تصنيع تلك المواد أحادية البلورة بجودة عالية.
وأشار الباحثون إلى أنه تم تحديد درجة الحرارة المثالية التي تساعد على تصنيع هذه المواد أحادية البلورة بجودة عالية وبسهولة نسبية، وتلك الدرجة الحرارية تفوق درجات الحرارة التقليدية المعروفة، ما يسهم في حدوث عملية تسمى "التكثيف".
وخلال عملية التكثيف، يحدث زيادة في حجم البلورات داخل المادة ويتم ملء المساحات الفارغة بشكل فعال، وهذا التغيير يؤدي إلى تحول المواد إلى حالة صلبة للغاية ومستقرة، مما يجعلها قادرة على الاستمرار في الأداء لفترات زمنية أطول دون تدهور كبير.
وقال كيو يونج بارك، الأستاذ في جامعة Pohang للعلوم والتكنولوجيا: "قدمنا استراتيجية تركيبية جديدة لتعزيز متانة مواد الكاثود القائمة على النيكل، وسنواصل أبحاثنا لجعل البطاريات الثانوية للسيارات الكهربائية أرخص وأسرع وأطول أمدا".
