جرى الحديث منذ بضعة أشهر عن تقنية جديدة للبطارية:تدعى بتكنولوجيا الإلكتروليت الصلب بدلاً من السائل.التي من المنتظر ان تحسن من كثافة الطاقة و سرعة إعادة الشحن.
والسؤال المطروح هو اين وصلت الامور حاليا؟
أوضح معهد فراونهوفر الألماني (المتخصص في البحث في العلوم التطبيقية) ، الذي يقع مقره في كارلس بألمانيا ، كيفيه تطور تقنيات البطاريات بحلول عام 2035 ( عندما يصدر الاتحاد الاوروبي حظرًا على مبيعات السيارات الحرارية) وعلى الخصوص البطاريات الصلبة التي يضع عليها كل من الشركات المصنعة – و المستهلكون – آمالا كبيرة .
وأظهرت الدراسة التي أجراها المعهد أن تطوير بطاريات الليثيوم أيون وصل إلى أقصى إمكاناته اليوم.
ووفقًا للمختصين ، لا تزال العديد من التحسينات ممكنة بالطبع .بالنسبة للمعهد ، ستأتي الثورة الحقيقية مما يسمى بالبطاريات “الصلبة” ، أي حيث يتم استبدال الإلكتروليت السائل بإلكتروليت صلب.
متى يجب أن نتوقع وصول هذه البطاريات الصلبة بكميات كبيرة؟
في غضون 10 سنوات يجيب مهندسو فراونهوفر . دعنا نتذكر أيضًا المزايا الرئيسية لبطارية الحالة الصلبة: فهي تجعل من الممكن التحايل على ظاهرة التسخين لبطاريات الليثيوم أيون الحالية ، والتي تسمح بعد ذلك بزيادة كثافة الطاقة بالإضافة إلى قوة التيار أثناء الشحن ،مما يؤدي الى تقليل وقت الانتظار.
يكمن الاختلاف في الإلكتروليت ، حيث لن تتغير الكيمياء بشكل جذري عن بطاريات الليثيوم أيون الحالية. في الواقع ، يظل معدن الليثيوم والسيليكون أكثر المعادن الواعدة لإنتاج الأنودات . يعتبر المعهد أن أنودات السيليكون لها كثافة طاقة أقل قليلاً ، لكن التحسينات ممكنة.
بالنسبة لبقية العبوة ، ستظل خلايا النيكل والمنغنيز والكوبالت أو النيكل والكوبالت والألمنيوم الأفضل أداءً.
يقر المعهد الألماني ، مع ذلك ، أن الكيمياء الأخرى لا تزال ممكنة مثل فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) الذي تكون تكلفته أقل. وهي البطاريات التي تخطط Tesla لتعميمها على بعض مركباتها.
صعوبة الإلكتروليت الصلب
كما قلنا ، ما يجعل الفرق بين البطاريات الحالية وبطاريات الغد هو الإلكتروليت . ومع ذلك ، يكافح المصنعون ومصنعو المعدات لتطوير الظروف المثالية للإنتاج الضخم ، لأنه من الضروري تهيئة بيئة مواتية لإلكتروليت الذي يظل مستقرًا وخامل كيميائيًا وله خصائص موصلة جيدة. ومع ذلك ، فإن الميل إلى التشققات لا يزال ملحوظًا لغاية اليوم.
من المعتقد أن هناك ثلاثة أنواع من الإلكتروليتات ذات أهمية اليوم بالنسبه للمستقبل: إلكتروليتات أكسيد صلب (مقاومة ميكانيكيًا ، لكن موصلات رديئة) ، إلكتروليتات صلبة قائمة على كبريتيد (لا يزال تطورها في المهد) وإلكتروليتات بوليمر صلبة (أسهل تنتج ، ولكن مع بعض القيود من حيث الموصلية الأيونية).
من الواضح أن الميزة هي الانتقال من كثافة طاقة تبلغ حاليًا 350 واط إلى 1150 واط ، أي أكثر بثلاث مرات . مما يعني أنه مع وجود بطارية 70 كيلو وات في الساعة صالحه لمسافة 450 كم اليوم ، يمكننا في الواقع تغطية أكثر من 1200 (نظريًا). مما يعتبر ثورة بكل المقادير!
وفقًا لمعهد فراونهوفر الألماني ، فإن إنتاج هذه البطاريات على هذا النحو سينطلق في عام 2025 للأكسيد الصلب وإلكتروليتيد الكبريتيد ، ثم في عام 2028 لإلكتروليتات البوليمر.
لذلك ، نتطلع جميعا إلى الغد ، حتى لو كنا لا نزال نتساءل عما إذا كان لدينا ما يكفي من المواد الخام لضمان أحجام الإنتاج اللازمة.