شركات بطاريات السيارات الكهربائية تطرح نماذج جديدة تعزز قدرة الشحن (تقرير)
نوار صبح
- البطاريات التي تستعمل المنغنيز يمكن أن تكلّف أقل من بطاريات الليثيوم
- البحث في بطاريات المنغنيز ليس جديدًا، وحتى هذه اللحظة كان أداؤها مخيبًا للآمال
- باحثون صينيون يطوّرون إلكتروليتًا غير مائي يمنع تشكّل التشعبات على القطب الموجب
- المنغنيز مستقر في الهواء، ويمكن التعامل معه وتخزينه في الظروف المحيطة
تتنافس شركات تصنيع بطاريات السيارات الكهربائية والمختبرات المتخصصة في أنحاء العالم من أجل تقديم منتجات وتقنيات حديثة وتركيبات كيمائية تضمن حسن الأداء وتوفر نطاق سير يحظى بقبول السائقين.
في هذا الإطار، أفادت التقارير أن شركة "إس كيه أون" SK On الكورية الجنوبية تعتزم طرح بطاريتين فيروسفات الليثيوم LFP جديدتين للحدّ من مخاوف سائقي السيارات الكهربائية بشأن نطاق السير.
وستطرح الشركة الكورية الجنوبية، قريبًا، وفقًا لما طالعته منصة الطاقة المتخصصة، نموذجًا جديدًا من بطاريات السيارات الكهربائية يدعى "وينتر برو" Winter Pro، يزيد من قدرة الشحن بنسبة 16%، ويعزز كثافة الطاقة بنسبة 19% مقارنة بالبطاريات التقليدية عند ناقص 20 درجة مئوية.
بالإضافة إلى ذلك، أعلنت الشركة أن أحدث بطاريات السيارات الكهربائية فائقة سرعة الشحن "إس إف+" SF+ يمكنها الوصول إلى حالة شحن بنسبة 80% خلال 15 دقيقة فقط، أي أسرع بـ3 دقائق من البطاريات سريعة الشحن "إس إف" SF العادية، بحسب ما نشرته وكالة بلومبرغ.
بطاريات بطاقة أعلى وتكلفة أقل
يقول الباحثون في الصين، إنهم ربما وجدوا المفتاح لتصنيع بطاريات المنغنيز التي تتمتع بكثافة طاقة أعلى وتكلفة أقل من أيّ منتجات تعتمد على الليثيوم.
وبالنظر إلى أن المنغنيز متوفر بكثرة في القشرة الأرضية، يمكن للبطاريات التي تستعمله أن تكلف أقل من بطاريات الليثيوم، حسبما نشره موقع كلين تكنيكا (CleanTechnica) المعني بأخبار التكنولوجيا النظيفة والطاقة المستدامة والمركبات الكهربائية.
تجدر الإشارة إلى أن البحث في بطاريات المنغنيز ليس جديدًا، وكان أداؤها مخيبًا للآمال حتى الآن.
واكتشف الباحثون الصينيون أن استعمال إلكتروليت غير مائي مملوء بالهالوجين -وخصوصًا الذي يحتوي على الكلور- يجعل من الممكن إنتاج بطاريات منغنيز ذات عمر طويل وكثافة طاقة أعلى دون مشكلات التغصنات التي تصيب بطاريات المنغنيز التي تستعمل إلكتروليتات مائية.
وقد نشرت البحث مجلة جول المتخصصة بالأبحاث العلمية في 20 مارس/آذار 2024، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
طفرة في بطاريات المنغنيز
طوّر الباحثون بقيادة وي تشن من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، منحلًا بالكهرباء (إلكتروليت) غير مائي بوساطة الهالوجين يمنع تشكل التغصنات (التفرعات الشجرية) على القطب الموجب "الأنود".
وتُعدّ هذه التقنية "متوافقة تمامًا" مع المنغنيز، وتمنع العنصر من التفاعل مع المنحل بالكهرباء، كما هو الحال مع المحلول المائي، بحسب ما يزعم الباحثون في الدراسة، حسبما نشره موقع كلين تكنيكا (CleanTechnica)
وتتمتع بطارية المنغنيز بكفاءة إذابة/ترسيب تزيد عن 90%، و"يمكن أن تدور بثبات لأكثر من 1000 ساعة".
وأشار فريق الباحثين في مقدمة بحثهم، إلى أن المنغنيز، المتوفر على نطاق واسع في القشرة الأرضية بتركيزات 1000 جزء في المليون، يُعدّ أحد العناصر الأساسية في جميع الكائنات الحية المعروفة.
وعلى عكس المعادن الأرضية القلوية شديدة التفاعل مثل الليثيوم، فإن المنغنيز مستقر في الهواء، ما يعني أنه يمكن التعامل معه وتخزينه في الظروف المحيطة، ما يقلل من تكاليف إنتاجه وتخزينه.
وبصرف النظر عن تكلفته المنخفضة، فإن المنغنيز يوفر أكبر سعة حجمية نظرية استنادًا إلى خاصية نقل الإلكترون لديه وكثافته العالية.
وأوضح المؤلفون: "تقدّم أيونات المنغنيز بنية عنقودية مليئة بالهالوجين، وهو المفتاح لتقليل ترسّب المنغنيز الزائد وتجنّب التفاعلات الجانبية، ومن ثم ضمان تدوير البطارية بشكل مستقر".
تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن المنحل بالكهرباء قد قلل بشكل كبير من القدرة الزائدة لطلاء المنغنيز، فإن هذه التقنية القائمة على الهالوجين يمكن أن تتيح لصناعة طلاء المعادن بالكهرباء لزيادة كفاءة الطاقة".
ووجد البحث أن المنحل بالكهرباء غير المائي بوساطة الهالوجين متوافق تمامًا مع معدن المنغنيز، وتمّ التخلص من مشكلة التغصنات في الإلكتروليتات المائية.
منافسة بطاريات الليثيوم
يمهد هذا البحث الطريق نحو إنتاج بطاريات منغنيز ذات كثافة طاقة أكبر بكثير من أيّ بطاريات ليثيوم أيون متوفرة حاليًا، في حين إن إنتاجها أرخص بكثير بفضل الوفرة النسبية للمنغنيز.
وعلى الرغم من أن أسعار الليثيوم انخفضت بشكل كبير على مدى الأشهر الـ12 الماضية، فإنه ما يزال مرتفع التكلفة، إذ يبلغ 1250 دولارًا للطن الواحد من السبودومين، وهو الخام الذي يشكّل مصدر الليثيوم المستعمَل في البطاريات.
ويبلغ سعر خام المنغنيز نحو 5.00 دولارًا للطن، وهذا يوضح سبب كون هذا البحث خبرًا مهمًا لتخزين الطاقة بجميع أنواعها في المستقبل.
ويشير المحللون إلى أن هذه التطورات تحدث في المختبر، حاليًا، وقد يتيح ذلك قيادة سيارات كهربائية رخيصة الثمن تعمل ببطاريات المنغنيز بحلول عام 2023.
اقرأ أيضًا..
- أرامكو السعودية توقع عقودًا لمشروع غاز ضخم
- خطط زيادة إنتاج الغاز في إيران مهددة بالفشل.. ما دور قطر؟ (تقرير)
- مثلث الليثيوم في أميركا الجنوبية.. إمكانات هائلة تصطدم بتحديات بيئية
