قال فريق بحث كوري إنه تمكن من حل أكبر عقبة فنية تقف بين السيارات الكهربائية اليوم وشحنها لمدة 12 دقيقة.
يستهدف الاختراق التشعبات. هذه هي البلورات التي تشبه الإبرة والتي تنمو داخل بطاريات الليثيوم المعدنية أثناء الشحن السريع. لقد منعوا الخلايا المتقدمة من مغادرة المختبر عن طريق تقصير العمر وزيادة خطر الحريق.
الآن قام الباحثون في KAIST بتطوير طلاء ذكي يعيد ترتيب نفسه. فهو يحافظ على تحرك أيونات الليثيوم بسلاسة، حتى في ظل الحمل الكهربائي الشديد.
طبقة ذاتية الضبط تحاكي تدفق حركة المرور
أضاف الفريق الثيوفين إلى إلكتروليت البطارية. وهذا يخلق حاجزًا وقائيًا بهيكل إلكتروني مرن.
فكر في الأمر كنظام مروري ذكي يغير الممرات مع اندماج السيارات. عندما تتحرك أيونات الليثيوم، يتغير توزيع الشحنة داخل الطبقة. فهو يخلق مسارات مثالية على الطاير.
وأكدت عمليات المحاكاة أن هذا التصميم يتفوق على الإضافات التجارية الموجودة. وكانت النتيجة شحنًا متسقًا عند تيارات تتجاوز 8 مللي أمبير لكل سم مربع. وهذا أكثر من ضعف ما يعتبره المجال مرتفعًا عادةً.
يؤكد اختبار العالم الحقيقي الاستقرار الميكانيكي
ولم يقتصر الباحثون على محاكاة النجاح. واستخدموا الفحص المجهري للقوة الذرية في الموقع لمشاهدة البطارية بمقياس النانومتر أثناء التشغيل.
حتى في ظل الطاقة العالية، يترسب الليثيوم ويزيل نفسه بشكل موحد على السطح. ويؤكد هذا الدليل البصري الموثوقية الميكانيكية اللازمة لظروف القيادة الحقيقية.
تعمل هذه التقنية أيضًا مع مواد الكاثود الشائعة بما في ذلك فوسفات حديد الليثيوم وأكسيد النيكل والكوبالت والمنغنيز الليثيوم. وهذا يعني أنه يمكن دمجها في خطوط إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية الحالية دون إجراء إصلاح شامل.
ما الذي سيأتي بعد ذلك بالنسبة للمركبات الكهربائية فائقة السرعة؟
يعالج هذا العمل عدم الاستقرار الأساسي على مستوى البنية الإلكترونية. انها ليست مجرد قرص مادي.
ومن خلال تمكين التشغيل المستقر للتيار العالي، فإنه يفتح الباب أمام بطاريات الليثيوم المعدنية للوصول أخيرًا إلى الاستخدام الحقيقي. يذكر الفريق على وجه التحديد السيارات الكهربائية طويلة المدى كهدف مباشر.
لكن التطبيقات تمتد إلى أبعد من ذلك. يمكن أيضًا أن تستفيد أنظمة التنقل الجوي في المناطق الحضرية وأنظمة تخزين الطاقة من الجيل التالي من الكثافة والسرعة التي يسمح بها هذا التصميم.
ستكون الخطوة التالية هي الانتقال من العرض التوضيحي إلى التصنيع الموسع. ستحدد هذه العملية مدى السرعة التي قد ترى بها هذا الشحن لمدة 12 دقيقة في محطة شحن فعلية.
التعليقات