في خطوة قد تحدث انقلاباً في عالم السيارات، كشفت الصين عن اختراق علمي في مجال بطاريات الحالة الصلبة، يتوقع أن يزيد مدى السيارات الكهربائية إلى 1000 كيلومتر بالشحنة الواحدة، متجاوزاً بذلك السيارات التقليدية التي تعمل بالبنزين، والتي يتراوح مداها بين 600 و800 كيلومتر بخزان ممتلئ.
هذا التطور اللافت لا يعني فقط تحسين أداء السيارات الكهربائية، بل يضعها على طريق أن تصبح بديلاً كاملاً لسيارات الوقود، لا مجرد خيار مكمل، بحسب ما ذكره موقع "Live Science"، واطلعت عليه "العربية Business".
تعد بطاريات الحالة الصلبة الجيل القادم من بطاريات الليثيوم، وتتمتع بإمكانات واسعة في مجالات الطاقة الجديدة، خصوصاً في المناطق منخفضة الانبعاثات.
شركات السيارات الألمانية في أزمة بسبب واردات أشباه الموصلات
سيارات
سياراتشركات السيارات الألمانية في أزمة بسبب واردات أشباه الموصلات
وخلال الأشهر الماضية، حقق علماء صينيون سلسلة من الإنجازات التقنية التي قد تفتح الباب أمام تسويق هذه البطاريات على نطاق واسع.
إذا تم تجاوز العقبات التقنية، فإن هذه البطاريات ستقضي تماماً على ما يعرف بـ "قلق المدى" الذي يلاحق مستخدمي السيارات الكهربائية، وتمهد الطريق لنهاية عصر البنزين.
العقبة الكبرى.. "طين على خزف"
تعتمد البطاريات على حركة أيونات الليثيوم بين الأنود والكاثود، عبر إلكتروليت صلب يعمل كـ "طريق" لهذه الأيونات، لكن المشكلة أن الإلكتروليتات الصلبة، خصوصاً تلك المصنوعة من الكبريتيد، تكون شديدة الصلابة والهشاشة، بينما تكون أقطاب الليثيوم لينة كطين الصلصال وعند تلامسهما، تتشكل فجوات تعيق حركة الأيونات، وتضعف كفاءة الشحن والتفريغ.
لكن الفرق البحثية الصينية نجحت في تحقيق اختراقات في ثلاث تقنيات رئيسية، مكّنتها من حل هذه المعضلة، وجعلت "الصفيحة الخزفية" و"الطين" يتلاءمان بسلاسة، ما أزال العائق الأخير أمام أداء البطاريات الصلبة.
"غراء ذكي" ومرونة خارقة
أحد أبرز الابتكارات جاء من معهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، حيث طوّر فريق بحثي "غراءً خاصاً" ينتقل تلقائياً إلى الواجهة بين القطب والإلكتروليت عند تشغيل البطارية، ويجذب أيونات الليثيوم لملء الفجوات، ما يخلق رابطة محكمة بين المكونات.
وفي ابتكار آخر، ابتكر علماء من معهد المعادن هيكلاً بوليمرياً للإلكتروليت يمنح البطارية مرونة غير مسبوقة، أشبه بغلاف بلاستيكي محسّن، قادر على تحمل أكثر من 20 ألف دورة انحناء، وحتى الالتواء على شكل حبل دون أن يتأثر، ما يجعل البطارية مقاومة للتشوهات اليومية.
ولم يتوقف الأمر عند ذلك، بل تم دمج وحدات كيميائية صغيرة داخل الهيكل المرن، بعضها يسرّع حركة الأيونات، والبعض الآخر يلتقط الأيونات الزائدة، ما أدى إلى زيادة سعة تخزين الطاقة بنسبة 86%.
حماية فلورية.. وأمان غير مسبوق
أما جامعة تسينغهوا، فقد قدّمت تقنية جديدة تعتمد على تعديل الإلكتروليت باستخدام بولي إيثرات مفلورة، حيث يشكّل الفلور طبقة حماية تمنع ثقب الإلكتروليت تحت الجهد العالي.
هذه التقنية تتيح للبطارية اجتياز اختبارات قاسية، مثل وخز الإبرة عند الشحن الكامل، أو التعرض لحرارة تصل إلى 120 درجة مئوية دون انفجار، ما يوفر مزيجاً فريداً من الأمان والمدى الطويل.
