تحظى بطاريات الحالة الصلبة باهتمام كبير باعتبارها مغيرا محتملا لقواعد اللعبة في عالم السيارات الكهربائية (EVs). نشر باحثون من قسم علوم وهندسة المواد في NTNU مؤخرا نتائج جديدة في مجلة Nature Communications ، مما يلقي الضوء على الإمكانات الهائلة لبطاريات الحالة الصلبة.
لعبت بطاريات الليثيوم أيون دورا أساسيا في ظهور المركبات الكهربائية ، حيث وفرت نسبة طاقة إلى وزن مناسبة وراحة الشحن في أي وقت. ومع ذلك ، فإنها تقترب من حدودها من حيث كثافة الطاقة والسلامة بسبب طبيعتها القابلة للاشتعال.
أدخل بطاريات الحالة الصلبة ، مما يوفر حلا واعدا لهذه القيود. تتمتع هذه البطاريات بكثافة طاقة أعلى ، مما يعني أنها تستطيع تخزين المزيد من الطاقة فيما يتعلق بوزنها وحجمها. هذا يجعلها مثالية للسيارات الكهربائية التي تتطلب أقصى مدى. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم بطاريات الحالة الصلبة إلكتروليتات صلبة بدلا من الشوارد السائلة القابلة للاشتعال ، مما يجعلها أكثر أمانا ومقاومة للحرائق وتقلبات درجات الحرارة.
تعد إمكانية الشحن الأسرع ميزة أخرى لبطاريات الحالة الصلبة. يستكشف فريق البحث حاليا طرقا لتعزيز كفاءة شحن هذه البطاريات ، مما قد يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لشحن المركبات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية.
من حيث الاستدامة ، قد يكون من الأسهل أيضا إعادة تدوير بطاريات الحالة الصلبة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون ، مما يساهم في اتباع نهج أكثر صداقة للبيئة.
ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات يتعين التغلب عليها. في الوقت الحاضر ، يعد تصنيع بطاريات الحالة الصلبة مكلفا ، مما يحد من استخدامها في التطبيقات الصغيرة. مصدر قلق آخر هو خطر تكوين التغصنات ، والتي يمكن أن تؤدي إلى قصر الدائرة. ومع ذلك ، يحرز الباحثون تقدما في فهم كيفية منع تكوين التغصنات ، وبالتالي تحسين السلامة.
يعمل المصنعون بنشاط على تطوير سيارات مجهزة ببطاريات الحالة الصلبة ، مع توقعات بأن تصل هذه المركبات إلى السوق في وقت مبكر من عام 2024. مع زيادة الإنتاج ، من المتوقع أن تنخفض التكاليف ، مما يجعل بطاريات الحالة الصلبة منافسا قويا لتشغيل الجيل التالي من السيارات الكهربائية.
في حين أن بطاريات الحالة الصلبة تحمل وعدا هائلا ، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير لمواجهة التحديات المتعلقة بنقل التكلفة والشحن. وتمثل النتائج الأخيرة التي توصل إليها البروفيسور ريتينفاندر وفريقه خطوة هامة في هذا الاتجاه.
في الختام ، تتمتع بطاريات الحالة الصلبة بالقدرة على التغلب على قيود بطاريات الليثيوم أيون الحالية في السيارات الكهربائية. بفضل كثافة الطاقة العالية وميزات الأمان المحسنة وإمكانية أوقات الشحن الأسرع ، يمكن لهذه البطاريات أن تحدث ثورة في صناعة السيارات الكهربائية. على الرغم من الحاجة إلى معالجة تحديات مثل نقل التكلفة والشحن ، إلا أن الشركات المصنعة تعمل بنشاط من أجل جلب السيارات المجهزة ببطاريات الحالة الصلبة إلى السوق. مع استمرار تقدم التكنولوجيا ، يمكننا توقع مستقبل تعمل فيه بطاريات الحالة الصلبة على تشغيل الجيل التالي من السيارات الكهربائية.
