نُشرت دراسة تفصيلية عن التركيبة القياسية لوقت الشحن الأقصر والمزيد من اكتساب الطاقة لنطاق سفر أطول في 12 أكتوبر في مجلة Nature ، حيث أتاح التصميم لبطارية السيارة الكهربائية النموذجية أن يكون لها وقت شحن لمدة 10 دقائق.
قال تشاو يانغ وانغ ، المؤلف الرئيسي للدراسة ، “إن الحاجة إلى بطاريات أصغر وشحن أسرع أصبحت أكبر من أي وقت مضى ، وببساطة لا توجد بطاريات كافية ومواد خام ضرورية لتلبية الطلب المتوقع”.
تبنى مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا خطة شاملة في أغسطس الماضي لتقييد وحظر بيع المركبات التي تعمل بالبنزين في الولاية. هذا يعني أنه بحلول عام 2035 ، سيتوقف أكبر سوق للسيارات في الولايات المتحدة بشكل فعال عن محرك الاحتراق الداخلي.
أوضح وانغ أنه إذا كانت مبيعات السيارات الجديدة ستنتقل إلى السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ، فسيتعين عليهم التغلب على عيبين رئيسيين ، أولاً ، أنها بطيئة جدًا في إعادة شحنها ، وثانيًا ، أنها أكبر من أن تكون فعالة وبأسعار معقولة ، بدلاً من قضاء بضع دقائق في مضخة الغاز. اعتمادًا على البطارية ، قد تستغرق بعض السيارات الكهربائية طوال اليوم لإعادة شحنها.
وقال وانغ: “تعمل تقنية الشحن السريع الخاصة بنا مع البطاريات الأكثر استهلاكًا للطاقة وستفتح إمكانية جديدة لتقليص حجم بطاريات السيارات الكهربائية من 150 إلى 50 كيلو وات في الساعة دون التسبب في شعور السائقين بالقلق”. مواد خام مهمة مثل الكوبالت والجرافيت والليثيوم ، مما يتيح الاعتماد الشامل للسيارات الكهربائية بأسعار معقولة “.
وأوضح وانغ أن التقنية تعتمد على التعديل الحراري الداخلي ، وهي طريقة فعالة للتحكم في درجة الحرارة للمطالبة بأفضل أداء ممكن من البطارية ، حيث تعمل البطاريات بكفاءة عالية عندما تكون ساخنة ، حيث أن الحفاظ على البطاريات عند درجة الحرارة المناسبة هو تحد كبير لمهندسي البطاريات ، وقال وانغ إنهم اعتمدوا على أنظمة تدفئة وتبريد خارجية ضخمة لتنظيم درجة حرارة البطارية ، والتي تستجيب ببطء وتهدر الكثير من الطاقة.
وبدلاً من ذلك ، قرر وانج وفريقه تنظيم درجة الحرارة من داخل البطارية. طور الباحثون بنية بطارية جديدة تضيف رقائق نيكل رفيعة جدًا كمكون رابع جنبًا إلى جنب مع الأنود والإلكتروليت والكاثود. ينظم درجة حرارة البطارية ورد فعلها ذاتيًا مما يسمح بشحن سريع لمدة 10 دقائق لأي بطارية EV. تقريبًا.
