تكنو طاقةالتقاريرتقارير التكنو طاقةتقارير السياراترئيسيةسيارات

تشغيل السيارات الكهربائية بالمكثفات الفائقة بدلًا من البطاريات.. ابتكار مصري جديد

داليا الهمشري

مع التوسع الكبير الذي تشهده مصادر الطاقة المتجددة ولا سيما المحطات الشمسية والسيارات الكهربائية، خلال المدة الأخيرة، لا تزال مشكلة التخزين تمثل التحدي الأكبر الذي يواجه الباحثين والمتخصصين في هذا المجال.

فعلى الرغم من الانتشار الواسع لاستخدام البطاريات في التخزين؛ فإنها تعاني عدة مشكلات؛ من بينها قصر دورة حياتها وتحولها إلى نفايات بيئية عند انتهاء صلاحيتها.

ولعلاج هذه المشكلات، توصل باحث مصري إلى تقنية جديدة تعمل على تطوير المكثفات لتكون بديلًا أفضل للبطاريات في السيارات الكهربائية؛ حيث تتميز بقدرة كبيرة على تخزين الطاقة ودورة حياة طويلة.

أجهزة تخزين فعّالة

أوضح أستاذ مساعد الفيزياء بكلية العلوم جامعة المنوفية، الدكتور سامح حسن، أن العالم يتجه -الآن- إلى التوسع في استخدام مصادر الطاقة المتجددة؛ لانخفاض مخزون النفط والغاز بجانب الرغبة في توليد الكهرباء بطرق نظيفة.

وأشار حسن، في تصريحات إلى منصة الطاقة المتخصصة، إلى أن تجميع الطاقة من مصادر متجددة غير موثوقة ومتقطعة مثل الطاقة الشمسية.

على سبيل المثال، تتطلب أجهزة تخزين طاقة فعّالة وبأسعار معقولة؛ لذا تؤدي تقنيات تخزين الطاقة الكهربائية، جنبًا إلى جنب مع تطوير المواد، أدوارًا مهمة وواعدة في الجهود العالمية للتغلب على تحديات الطاقة المستدامة.

ولفت إلى أنه لا بد من تصميم أجهزة تخزين طاقة عالية الأداء وذات دورة حياة طويلة طويلة لتتناسب مع إنتاج الطاقة المتجددة، والتطور السريع في انتشار السيارات الكهربائية والإلكترونيات المحمولة.

وأوضح أن أجهزة تخزين الطاقة في السوق اليوم تُظهر قدرًا كبيرًا من الوعود؛ إلا أنها محدودة؛ إذ لا بد أن تتمتع بطاقة نوعية مرتفعة وقدرة عالية، بالإضافة إلى دورة حياة طويلة لتظل خيارات قابلة للتطبيق للأجهزة المحمولة والسيارات الكهربائية.

السيارات الكهربائية
بطارية الليثيوم

مشكلات البطاريات

قال الدكتور سامح حسن إن تطوير أجهزة التخزين يهدف إلى التخلص من مشكلات البطاريات خاصة في السيارات الكهربائية؛ حيث تُستخدم البطاريات سواءً القابلة لإعادة الشحن أو التي تستخدم لمرة واحدة تفاعلًا كيميائيًا لإنتاج الطاقة.

وتكمن المشكلة في أنه بعد العديد من عمليات الشحن والتفريغ، تفقد البطارية قدرتها إلى الحد الذي يتعين على المستخدم التخلص منها، وفق المعلومات التي اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

وأضاف حسن، خلال تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة، أن آلية عمل المكثفات العادية تقوم على تخزين الطاقة بمثابة مجال كهربائي للجسيمات المشحونة التي تُولدت بواسطة قطبين معدنيين.

وعلى الرغم من أن المكثفات العادية تُشحن بشكل أسرع وتستمر لمدة أطول من البطاريات العادية؛ فإن مشكلتها تكمن في أن سعة التخزين تتناسب مع مساحة سطح الأقطاب.

لذلك حتى المكثفات الأكثر قوة اليوم تحتوي على طاقة أقل 25 مرة من البطاريات الكيميائية القياسية ذات الحجم المماثل.

بطاريات السيارات الكهربائية

المكثفات الفائقة

توصل الدكتور سامح حسن إلى حل مشكلة المكثفات العادية من خلال تغطية أقطاب التوصيل بمواد تتميز بمساحة سطح عالية للغاية، وقدرة ممتازة على التوصيل الكهربائي، وملاءمة عالية لإمكان الوصول إلى الإلكتروليت (مادة تحتوي على أيونات حرة تشكل وسطًا ناقلًا للكهرباء).

وتسمح المواد المُضافة للمكثف بتخزين المزيد من الطاقة ليصبح مكثفًا فائقًا يتمتع بقوة بطاريات اليوم مع دورات حياة طويلة جدًا وسرعة شحن المكثفات، كما يتمتع المكثف الجديد بميزة بيئية تتمثل في تقليل النفايات الناتجة عن بطاريات السيارات الكهربائية مُنتهية الصلاحية التى يُتخَلَّص منها بأعداد كبيرة.

وأكد أستاذ مساعد الفيزياء بكلية العلوم جامعة المنوفية أن المكثفات الفائقة تعمل بمثابة جهاز حديث لتخزين الطاقة؛ يجمع بين خصائص المكثفات والبطاريات التقليدية؛ ويتمتع بطاقة عالية ودورة حياة طويلة، ويقضي على عيوب كل من البطاريات والمكثفات؛ ما يجعله مُتطلبًا مهمًا لتطبيقات تخزين الطاقة في المستقبل.

وأوضح أن المكثفات الفائقة تعمل -كذلك- على سد الفجوة بين المكثفات الإلكتروليتية والبطاريات القابلة لإعادة الشحن؛ حيث تخزن طاقة أكبر لكل وحدة حجم أو كتلة بالمقارنة مع المكثفات الإلكتروليتية.

ويمكن أن تقبل المكثفات وتعطي كمية كبيرة من الطاقة في وقت قصير، وتتحمل العديد من دورات الشحن والتفريغ مقارنة بالبطاريات القابلة لإعادة الشحن، ومن ثم فقد تم بالفعل اعتبار المكثفات الفائقة حلًا لعدم التطابق بين النمو السريع لمتطلبات الطاقة للأجهزة وعدم قدرة البطارية على التفريغ بكفاءة بمعدلات عالية.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.
الوسوم

مقالات ذات صلة

‫5 تعليقات

  1. مزال انك شغال تطور فتعد ممتاز بارك الله فيك
    ويوسفني الي عندة علم ولا يستطيع انتاج اي شيء جديد اوتطوير
    اكتفا بالاسم والشهادة
    فرص كلا يبدع وخاصتا الي عندة امكانيات

  2. الموضوع حقيقى وليس هناك ضياع للوقت وموضوع استعمال المكثف الفائق موجود ومطبق على مستوى العالم ويتم استخدام المكثف الفائق حيث يمكن شحنه فى دقائق معدودة بالمقارنة بالبطارية حيث يسمح بقبول تيارات شحن عالية على خلاف البطارية، والاستفادة من الطاقة المخزنة يعتمد على سعة مجموعة المكثفات والتيار المسحوب، فبزيادة السعة تزداد فترة التشغيل لنفس التيار المسحوب (الحمل)، ولتشغيل أحمال بتيارات عالية نحتاج الى زيادة سعة مجموعة المكثفات لزيادة فترة التشغيل. والمكثفات الفائقة تعمل لدورات شحن وتفريغ تصل الى 100000 (مائة ألف) دورة وبالتالى فترة عمر طويلة. والموضوع حديث ويعمل به عدد كبير من الباحثين على مستوى العالم فى اتجاه تعميم استخدام الطاقة المتجددة بتطوير المكثف الفائق كوسيلة تخزين للطاقة الكهربية.

  3. للأسف جوجل بتحاول دايمآ تشد القارئ بأخبار وعناوين قديمه ومعظمها مش حقيقي. وعدم مصداقيه وضياع للوقت.

  4. موضوع استعمال المكثفات بدل البطاريات موجودة كفكرة، لكن الذي كنت اتوقعه من المقال ان يذكر تطبيقا عمليا للمسافة المقطوعة قبل إعادة الشحن و مدة الشحن مقارنة بالبطاريات والعمر التشغيل وهكذا، لكن المقال لم يحو شيئا منها.

  5. البطاريات فائقة الطاقة واستخدامها كبطارية ، موضوع قديم وقتل بحثا

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق