بطارية ثورية تقلص مدة شحن السيارات الكهربائية إلى 10 دقائق

ابتكر مهندسون طريقة لإعادة شحن السيارات الكهربائية في غضون 10 دقائق فقط، متغلبين على إحدى أكبر العقبات التي تواجه هذا النوع من المركبات. وحاضراً، تستلزم معلوم أن إعادة الشحن الكامل للبطارية أكثر من ساعة، فيما تتطلب سيارات شركة "تسلا" من موديل "إس" S، قرابة 75 دقيقة. وقد عمد باحثون في جامعة ولاية بنسلفانيا إلى تطوير بطارية متقدمة من نوع "ليثيوم أيون" قادرة على إضافة 200 إلى 300 ميل (مايزيد على 320 كيلومتراً إلى أكثر من 500 كيلومتراً) إلى مدى قيادة السيارة الكهربائية، وذلك في غضون 10 دقائق عن طريق شحنها في درجات حرارة مرتفعة، مع ملاحظة أن عملية شحن بطاريات الليثيوم تترافق  عادة مع حدوث سخونة فيها.

يعلق تشاو يانغ وانغ، وهو مهندس ميكانيكي في جامعة ولاية بنسلفانيا وأحد كبار المبتكرين في مجال تكنولوجيا السيارات، على ذلك الانجاز، "إضافةً إلى خاصية الشحن السريع، يتيح لنا هذا التصميم (المبتكر للبطارية) تقليص زمن تعرض البطارية لدرجة عالية من الحرارة أثناء عملية الشحن، وبالتالي تزويدها بدورة حياة طويلة المدى.

ويضيف، "يكمن السر في تسريع فترة تعرض البطارية إلى درجات حرارية مرتفعة، وذلك أمر يلحق بها أضراراً شديدة. ويشكّل التوصل إلى هذا الزمن القياسي في الشحن (= 10 دقائق) توجهاً أساسياً في مستقبل صناعة السيارات الكهربائية واقتنائها لأنه يحل ظاهرة "القلق من المدى" المرافقة لها." ويسود انطباع بأن مستخدمي السيارات الكهربائية لديهم قلق دائم من المدى الذي تستطيع البطارية أن تخدمهم فيه.

وبفضل الاكتشاف الجديد، يمكن تحقيق زمن قياسي في عملية الشحن من دون التسبب بتلف ملحوظ للبطارية، ما يعني إطالة حياة بطارية الليثيوم حوالى 2500 دورة شحن، ما يعادل مسافة نصف مليون ميل من القيادة، فيما لا تقدّم بطاريات "الليثيوم أيون" التقليدية سوى نحو 60 دورة شحن.

ويأتي هذا الاكتشاف بعد أسابيع قليلة من حصول مخترعي أول بطارية "ليثيوم أيون" على جائزة نوبل في الكيمياء للسنة 2019. وقد أدى الجهد المشترك لثلاثة علماء من ألمانيا وبريطانيا واليابان، وهم على التوالي ستانلي ويتينغام وجون غودنوف وأكيرا يوشينو، إلى ابتكار أول بطارية "ليثيوم أيون" تجارية قابلة للاستخدام العملي في 1985. واليوم، تشكل هذه البطارية حجراً أساساً في معظم تقنيات العالم الحديث، وتُستخدم الأشياء كلها من الهواتف الذكية والحواسيب الشخصية إلى صناعة السيارات الكهربائية المتنامية بوتيرة سريعة.

في المحصّلة، يأمل الباحثون اليوم في تعزيز وقت الشحن وتقليصه إلى خمس دقائق. وكذلك أشار وانغ الذي أشار إلى أن "الفريق يعمل جاهداً من أجل التوصل إلى شحن بطارية السيارة الكهربائية كثيفة الطاقة في غضون خمس دقائق، من دون إتلافها... وإضافة إلى هيكل التدفئة الذاتي الذي نجح الفريق في ابتكاره، سيتطلب التصميم الجديد مواد تحمل شحنات كهربائية ضعيفة لكنها تكون مستقرة للغاية."