توليد باتري خودروي الكتريكي با زمان شارژ پنج دقيقه
وسايل نقليه الكتريكي بخش حياتي از اقدامات مقابله با بحران اقليمي است؛ اما خالي شدن شارژ در جريان سفر، رانندگان را نگران مي‌كند.
باتري‌هاي ليتيوم-يون به وسيله‌ي شركت استوردات توسعه داده شده و شركت ايو انرژي چين در خطوط توليد استاندارد، آن را توليد مي‌كند. استوردات پيش از اين باتري با قابليت شارژ فوق‌العاده‌ي براي تلفن، هواپيماي بدون سرنشين و اسكوتر به نمايش گذاشته و اكنون هزار باتري براي نمايش فناوري خود به خودروسازان و شركت‌هاي ديگر توليد كرده است. دايملر، بي‌پي، سامسونگ و تي‌دي‌كي همه در استوردات سرمايه‌گذاري كرده‌اند كه تاكنون ۱۳۰ ميليون دلار سرمايه جمع‌آوري كرده است.
به گزارش گاردين، باتري‌هاي شركت استوردات مي‌توانند طي پنج دقيقه كاملا شارژ شوند؛ اما براي اين كار به شارژرهاي با انرژي بسيار بالاتر از چيزي كه امروزه استفاده مي‌شود، نياز است. استوردات قصد دارد با استفاده از زيرساخت‌هاي شارژ موجود تا در سال ۲۰۲۵، ۱۰۰ مايل شارژ را طي پنج دقيقه به باتري ماشين تحويل بدهد. دورون مايرسدورف، مديرعامل استوردات، مي‌گويد:
مانع اول براي پذيرش وسايل نقليه‌ي الكتريكي هزينه نيست، بلكه اضطراب بُرد است. شما مي‌ترسيد در بزرگ‌راهي گير كنيد يا نياز باشد به مدت دو ساعت براي شارژ خودروي خود در ايستگاه شارژ بنشينيد. اما اگر تجربه‌ي راننده دقيقا مانند سوخت‌گيري اتومبيل بنزيني باشد، كل اضطراب از بين مي‌رود ... باتري ليتيوم-يوني كه طي پنج دقيقه شارژ شود، غير ممكن در انديشه متخصصين گرفته مي‌شد. اما ما در حال انتشار نمونه اوليه‌ي آزمايشگاهي نيستيم؛ بلكه مدل‌هاي مهندسي توليد انبوه را عرضه مي‌كنيم. اين امر نشان مي‌دهد فناوري ما عملي و از انديشه متخصصين تجاري آماده است.
باتري‌هاي ليتيوم-يون موجود از گرافيت به‌عنوان الكترود استفاده مي‌كنند كه در آن‌ها يون‌هاي ليتيوم را براي ذخيره شارژ حركت مي‌دهد؛ اما وقتي سرعت شارژ زياد مي‌شود، يون‌ها متراكم مي‌شوند و مي‌توانند به فلز بازگردند و موجب اتصال كوتاه شوند. باتري استوردات گرافيت را با نانوذرات نيمه‌رسانا جايگزين مي‌كند كه يون‌ها مي‌توانند سريع‌تر و راحت‌تر از آن عبور كنند. اين نانوذرات در حال حاضر با استفاده از ژرمانيم ساخته مي‌شوند كه محلول در آب و كار با آن در مراحل توليد ساده‌تر است.
اما استوردات قصد دارد از سيليكون استفاده كند كه بسيار ارزان‌تر است و انتظار دارد نمونه‌هاي اوليه در اواخر سال جاري آماده شود. به گفته‌ي مايرسدورف، هزينه‌ي آن به اندازه‌ي باتري‌هاي ليتيوم-يون موجود خواهد بود. وي مي‌گويد:
ديگر تنگناي شارژ بسيار سريع، باتري نخواهد بود. اكنون ايستگاه‌هاي شارژ و شبكه‌هايي كه انرژي آن‌ها را تأمين مي‌كنند، بايد به‌روز شوند و به همين علت است كه با BP (شركت نفت و گاز چندمليتي مستقر در بريتانيا) كار مي‌كنيم. بي‌پي ۱۸,۲۰۰ محوطه‌ي پمپ بنزين دارد و مي‌داند اگر تا ده سال ديگر از اين ايستگاه‌ها براي شارژ مجدد استفاده نكنند، تمامي ايستگاه‌ها منسوخ خواهد شد. باتري، نفت جديد است.
ده‌ها شركت در سراسر جهان در حال ساخت باتري سريع شارژشونده هستند و تسلا، اينويت و سيلا نانوتكنولوژيز همه روي الكترودهاي سيليكوني كار مي‌كنند. برخي ديگر به دنبال تركيبات متفاوتي مانند اكيون (Echion) هستند كه از نانوذرات نيوبيم اكسيد استفاده مي‌كند.
پروفسور چائو يانگ وانگ، از مركز فناوري‌هاي باتري و ذخيره انرژي دانشگاه ايالتي پنسيلوانيا مي‌گويد:
فكر ميكنم باتري‌هاي سريع شارژشونده طي سه سال آينده وارد بازار انبوه شود. آن‌ها گران‌تر نخواهند بود. در واقع آن‌ها به خودروسازان اجازه مي‌دهند باتري‌هاي به‌كاررفته در خودرو را كوچك‌تر و در عين‌حال اضطراب برد را حذف كنند و به اين ترتيب، هزينه باتري وسايل نقليه به مقدار چشمگيري كاهش پيدا مي‌كند.
پژوهش گروه وانگ توسط شركت اي‌سي پاور كه او آن را تأسيس كرده، در حال توسعه است. سيستم آن‌ها به دقت دماي باتري را به ۶۰ درجه سانتي‌گراد افزايش مي‌دهد كه يون‌هاي ليتيوم را قادر مي‌سازد سريع‌تر حركت كنند؛ اما از وارد آمدن آسيب به باتري كه معمولا بر اثر گرما ايجاد مي‌شود، پيشگيري مي‌كند. به گفته‌ي وانگ، اين امر موجب مي‌شود شارژ كامل طي ۱۰ دقيقه ممكن شود.
به باور وانگ، اين پژوهش كه در مجله‌ي Nature Energy منتشر شده است، نشان مي‌دهد كه اين باتري مي‌تواند هم مقرون‌به‌صرفه باشد و هم اضطراب برد را از بين ببرد. او مي‌گويد:
درنهايت، از انديشه متخصصين هزينه و راحتي در حال رسيدن به وسايل نقليه‌ي بنزيني هستيم. ما فناوري را براي اتومبيل‌هاي برقي ۲۵ هزار دلاري داريم كه سرعتي مانند اتومبيل‌هاي اسپرت لوكس دارند، داراي قابليت شارژ مجدد ده دقيقه‌اي و از نمونه‌هاي موجود در بازار ايمن‌تر هستند.
وانگ خاطرنشان مي‌كند كه شارژ سريع بايد حداقل ۵۰۰ بار بدون تخريب باتري قابل تكرار باشد تا به آن عمر معقولي بدهد و باتري شركت اي‌سي پاور تا ۲۵۰۰ بار مي‌تواند اين روند را انجام بدهد. مايرسدورف مي‌گويد باتري استوردات مي‌تواند هزار چرخه شارژ مجدد شود و ۸۰ درصد از ظرفيت اصلي خود را حفظ كند.
آنا توماشوسكا از كالج سلطنتي لندن كه باتري‌هاي سريع شارژشونده را در سال ۲۰۱۹ مطالعه كرد، در مورد سرعت عرضه‌ي اين باتري‌ها محتاط‌تر است. او مي‌گويد:
فكر ميكنم فناوري‌هايي مانند فناوري استوردات مي‌تواند طي پنج سال آينده يا بيشتر وارد بازار شود. اگرچه از آنجا كه ساخت آن‌ها دشوارتر و گران‌تر است، احتمالا در ابتدا آن‌ها را فقط در بازارهاي ويژه‌اي خواهيم ديد كه از انديشه متخصصين عملكرد بالا اهميت دارند و به اندازه‌ي وسايل نقليه الكتريكي به ارزش حساس نيستند.
هم انديشي ها