طفرة في بطاريات السيارات الكهربائية.. بديل أكثر فاعلية للغرافيت

دينا قدري

2024-01-07

0 1٬141

طفرة في بطاريات السيارات الكهربائية — أحد مصانع بطاريات السيارات الكهربائية - الصورة من منصة "ليثيوم نيوز"

تواصل الشركات المصنعة لبطاريات السيارات الكهربائية بحثها عن بدائل تكنولوجية من شأنها أن توفر سعة أعلى وشحنًا أسرع.

وأعلنت شركة باناسونيك إنرجي (Panasonic Energy) توقيع اتفاقية لشراء الجيل التالي من مادة أنود السيليكون اللازمة لبطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية من شركة سيلا نانوتكنوليكيز (Sila Nanotechnologies).

وتروج "سيلا" لمسحوق تيتان سيليكون الخاص بها بوصفه بديلًا رائعًا للغرافيت الشائع الاستعمال في البطاريات؛ ما سيمثّل نقطة تحول للصناعة وفي مقدمتها شركة تيسلا الأميركية (Tesla) المهيمنة على الأسواق، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

مسحوق "تيتان" يُمكن أن يساعد بطاريات السيارات الكهربائية على تحقيق زيادة في عدد الأميال بنسبة 40%؛ ما يوفر شحنًا بنسبة 80% "في الوقت الذي يستغرقه ملء الخزان بالبنزين على مهل".

نقطة تحول في بطاريات السيارات الكهربائية

تتفوق مادة تيتان سيليكون، وهي مادة السيليكون عالية الأداء التي توفرها "سيلا"، على السيليكون التقليدي من خلال توفير سعة أعلى بالإضافة إلى منع التوسع في أثناء الشحن، وهو ما كان يمثّل تحديًا طويل الأمد للمادة.

ويُعَد استعمال السيليكون أمرًا أساسيًا لتحسين أداء البطارية؛ إذ إنه يتمتع نظريًا بقدرة أكبر بـ10 أضعاف من الغرافيت، وهي مادة شائعة الاستعمال في الإنتاج الحالي لأنودات بطاريات الليثيوم أيون.

ومع ذلك؛ فإن التوسع الناجم عن شحن السيليكون، ما يؤدي إلى تدهور أداء البطارية، قد حفز سنوات من الأبحاث الصناعية لمعالجة هذه المشكلة، بحسب ما أكدته شركة باناسونيك في بيان صحفي، اطّلعت عليه منصة الطاقة.

ومن خلال الاستفادة من تكنولوجيا البطاريات والشراكة مع سيلا، تهدف شركة باناسونيك إنرجي إلى استبدال نسبة أعلى من الغرافيت في مادة الأنود بالسيليكون؛ ما يعزز كثافة الطاقة.

وتوقّعت باناسونيك أن يساعد ذلك في تحسين أداء السيارة الكهربائية، وزيادة نطاق السيارة، وتقليل أوقات الشحن.

بطاريات الليثيوم أيون التابعة لـ"باناسونيك" - الصورة من منصة "وايرد"

فوائد تقنية السيليكون الجديدة

توفر هذه التقنية كثافة طاقة أكبر بنسبة 20%، وفقًا لموقع "سيلا" الإلكتروني؛ أي مقدار الطاقة التي يُمكن للبطارية تخزينها "بالنسبة إلى كتلتها".

وقال المؤسس المشارك لـ"سيلا" جين بيرديشيفسكي: "لقد استغرقنا 12 عامًا، و80 ألف تكرار للوصول إلى هذه النقطة.. إنه علم متطور".

وأضاف بيرديتشيفسكي: "يُمكننا استبدال ما بين 50% و100% من الغرافيت في بطاريات الليثيوم أيون"، وفق ما نقلته منصة "وايرد" (Wired).

السيليكون هو العنصر الثاني الأكثر شيوعًا في القشرة الأرضية؛ وتدّعي شركة "سيلا" أن طريقة الإنتاج الخاصة بها -التي تُنفذ حاليًا في مصانع في كاليفورنيا وواشنطن- جاهزة لتحويلها إلى مسحوق الأنود مع الإنتاج بكميات كبيرة.

وتتوافق المادة مع مجموعة متنوعة من أنواع خلايا البطاريات، وتتسبّب في تلوث هواء أقل بنسبة تصل إلى 70% في أثناء الإنتاج مقارنةً بالغرافيت؛ وهذه العملية "مستدامة للبيئة" بحسب "سيلا".

ولم تمر فوائد السيليكون دون أن يلاحظها أحد؛ إذ تستعمل شركات أخرى هذا العنصر في العديد من تطبيقات البطاريات، جزءًا من البحث عن تكنولوجيا نقل أنظف وأقل تكلفة مع سلسلة توريد مستقرة.

تكنولوجيا بطاريات السيليكون

قالت شركة باناسونيك -في بيانها الصحفي- إنها عملت منذ مدّة طويلة على تكنولوجيا بطاريات السيليكون، ونجحت في إنتاج كميات كبيرة من بطاريات السيارات الكهربائية الأولى القائمة على السيليكون في الصناعة.

وتصنع الشركة نحو 10% من بطاريات السيارات الكهربائية في العالم، والعديد منها في الولايات المتحدة مُخصص لشركة تيسلا الأميركية.

والآن، تتمثل خطة باناسونيك في تعزيز سلسلة التوريد في أميركا الشمالية بمساعدة منتج "سيلا".

ولا تتماشى الشراكة مع "سيلا" مع التزام "باناسونيك إنرجي" بسلسلة توريد مرنة فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى تقليل البصمة الكربونية للشركة، فضلًا عن تكاليف الخدمات اللوجستية والنقل، وفق ما أكده البيان.

وتخطط "باناسونيك إنرجي" لتوسيع شبكة مشترياتها من السيليكون بشكل أكبر، من خلال إقامة المزيد من الشراكات في المنطقة.

وتهدف الشركة إلى دفع نمو صناعة بطاريات الليثيوم أيون لتلبية الطلب العالمي المتزايد على السيارات الكهربائية؛ ومن ثَم المساعدة في تحقيق مجتمع أكثر استدامة، من خلال الاستفادة من تكنولوجيا البطاريات المتقدمة والخبرة الواسعة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..