بعد عدة أسابيع من منح ثلاثة علماء جائزة نوبل في الكيمياء للعام 2019 نظير اختراعهم أول بطارية "ليثيوم أيون" وتطويرها، نشرت المجلة العلمية "جول" في الثلاثين من أكتوبر/تشرين الأول الماضي دراسة علمية لباحثين من جامعة ولاية بنسلفانيا عن طريقة جديدة لإعادة شحن بطاريات السيارات الكهربائية كاملة في غضون عشر دقائق فقط.
ويعد هذا الزمن القصير قياسيا مقارنة بزمن الشحن الحالي، وتحقق لهم ذلك عن طريق تطوير بطارية متقدمة من نوع "ليثيوم أيون" قادرة على شحن كمية أكبر من الطاقة تكفي لمسافة أطول، وبالتالي تحل مشكلة الخوف من توقف السيارة في المسافات الطويلة ومشكلة عملية الشحن البطيئة التي تتطلب وقت طويلا.
قلق المدى
تواجه مستخدمي السيارات الكهربائية بعض المشكلات التي أصبحت تشكل عوائق أمام استخدام هذا النوع من المركبات، ومنها ما يعرف "بقلق المدى"، الذي يعني الخوف من أن السيارة الكهربائية لا تملك طاقة كافية للوصول إلى وجهتها، وبالتالي تنقطع السبل بركاب السيارة نتيجة عدم قدرتها على العمل لمسافات طويلة، لأنها تحتاج إلى شحن متواصل.
هذا بالإضافة إلى عائق آخر يتمثل في بطء شحن البطارية، حيث تحتاج عملية شحن بطاريات السيارات الكهربائية أكثر من ساعة، غير أن المستخدم يود التوقف في محطة الوقود أو الشحن وتزويد سيارته بالطاقة في دقائق كما اعتاد مع السيارات التي تعمل بالنفط.
تقنية الشحن السريع
ولحل العوائق التي تقف أمام استخدام السيارات الكهربائية على نطاق واسع في العالم، قام فريق الباحثين بجامعة ولاية بنسلفانيا بابتكار تقنية جديدة لحل هذه المشكلة، وذلك عن طريق تطوير بطارية متقدمة من نوع بطاريات "ليثيوم أيون" قادرة على إضافة ما يزيد على 320 كيلومترا إلى أكثر من خمسمئة كيلومتر، عن طريق شحن هذا النوع المتطور من البطاريات في درجات حرارة مرتفعة والتلاعب في درجات الحرارة أثناء الشحن.
وتقوم آلية الشحن الجديدة على تسخين البطارية إلى ستين درجة مئوية لمدة عشر دقائق فقط ثم تبريدها بسرعة مرة أخرى إلى درجات الحرارة المحيطة، وذلك منعا لحدوث تآكل أو نقص في عمر البطارية، ومن ثم استخدامها وتفريغها بدرجات حرارة منخفضة.
لقد صمم الباحثون هذه البطارية التي تتميز بالقدرة على التسخين الذاتي باستخدام رقائق من النيكل، تخلق دائرة كهربائية تسخن في أقل من ثلاثين ثانية لتدفئة الجزء الداخلي من البطارية، قبل استخدام نظام تبريد السيارة لتبريد البطارية سريعًا بعد شحنها.
ووفقا للبيان الصادر عن جامعة ولاية بنسلفانيا، يعلق على هذا الإنجاز رئيس الفريق البحثي لهذا الابتكار تشاو يانغ وانغ بقوله "إضافة 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 "ويشكّل التوصل إلى هذا الزمن القياسي في الشحن توجها أساسيا في مستقبل صناعة السيارات الكهربائية واقتنائها لأنه يحل ظاهرة القلق من المدى المرافقة لها".
