רכבים חשמליים, חרדת מרחקים ופתרון אפשרי

This post is also available in: English (אנגלית)

בעידן בו השימוש ברכבים חשמליים נהיה נפוץ יותר ויותר ורמת המודעות לצורך בשמירה על הסביבה עולה, נראה שהעתיד של כלי רכב יהיה חשמלי. בעלי רכב רבים יודעים שהרכב הבא שלהם יהיה חשמלי, אבל כמו דברים רבים אחרים, היתרון הסביבתי של רכבים המונעים ע"י בטריות מגיע עם חסרונות מסוימים. במקרה הזה החיסרון הוא מרחק הנסיעה שיכולה לספק בטריית הרכב על טעינה אחת.

ד"ר יוריק פסקל רנגום, פרופסור להנדסה כימית באוניברסיטת ווטרלו, טוען שהמכשול הטכני מולו מתמודדים כרגע הוא טעינה מהירה. "לקבוצה הראשונה שתצליח לפתור את הבעיה הזאת יהיה ייתרון רציני ופתח הזדמנויות בתעשייה. יש עוד דרך ארוכה עד שנצליח לספק את הטכנולוגיה הזאת לכולם".

למרות שרוב הרכבים החשמליים יכולים להתחבר לשקע טעינה סטנדרטי, יכול לקחת שעות עד שהבטרייה תטען במלואה כך שאם שכחת לטעון את הרכב בלילה, אתה עלול להיתקל בבעיה גדולה בדרך לעבודה בבוקר. פתרון אפשרי הוא מטען ביתי לרכב חשמלי, אבל רוב תשתיות הבתים הפרטיים לא בנויות עם היכולת לטעון במהירות הדרושה, ועדכון התשתית עלול להיות יקר מאוד.

משתמשי רכב המונע ע"י דלק יודעים שלאן שיסעו יוכלו למצוא תחנת דלק ולהסתדר, גם אם יצאו לדרך עם מיכל כמעט ריק. לעומת זאת, משתמשי רכב חשמלי חווים מה שמכונה "חרדת מרחקים", כלומר נמנעים מנסיעות ארוכות מהחשש שיתקעו עם בטרייה ריקה ללא כל תחנת טעינה בסביבתם.

כדי לפתור את הבעיה הזאת, יצרנים וספקים של רכבים חשמליים עובדים קשה לשפר גם את זמן הטעינה וגם את קיבולת הסוללה. לפי אתר החדשות טקאקספלור מחקרו של רנגום לפתרון הבעיה מתמקד בשיפור הביצועים של האלקטרודים של בטריות ליתיום-יון (Li-ion) וסודיום-יון (Na-ion), קבלים ובטריות במצב מוצק.

לבטריות כימיות כמו אלה שנמצאות ברכבים חשמליים יש שני צדדים- האנודה והקתודה. במהלך הטעינה מתרחשת תגובה כימית בבטרייה, אלקטרונים משתחררים מצד הקתודה ועוברים דרך המעגל לעבר צד האנודה.

המחקר של רנגום עוסק בעיקר בשיפור צד האנודה, המשתמש לרוב בגרפיט או סיליקון. הוא חוקר ארכיטקטורת אלקטרודות אלטרנטיבית שתחליף את הרכיבים הלא מוליכים של האלקטרודות הקיימות, מה שיוביל לטעינה מהירה יותר. רנגום טען שהוא משתדל לא להתרחק מבטריות מבוססות ליתיום-יון משום שכבר יש לנו הרבה תשתיות קיימות בשביל סוג בטריות כזה.