פריצת דרך בטכנולוגית סוללות עשויה להבטיח מכוניות חשמליות בטוחות יותר לטווח ארוך יותר

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים מהמכון הלאומי למדע וטכנולוגיה של אולסן (UNIST) בדרום קוריאה גילו תגלית שיכולה לעצב את העתיד של סוללות רכב חשמלי (EV). עבודתם על חומר קתודה חדש, שנקרא קוואזי-ליתיום, מבטיחה להרחיב את טווח הנסיעה – מה שעשוי לאפשר לרכבים חשמליים לנסוע עד 1,000 ק"מ על הטענה יחידה. חשוב מכך, הצוות התמודד גם עם בעיית בטיחות מרכזית שהפריעה לפיתוח סוללות שכאלה בעבר.

בעוד שלחומרי קוואזי-ליתיום יש פוטנציאל לאגור משמעותית יותר אנרגיה מאשר לטכנולוגיות הסוללה הנוכחיות, הם מגיעים עם סכנה רצינית: כאשר הם נטענים מעבר ל-4.5 וולט, החומר יכול לגרום לחמצן לחמצן ולשחרר גז. הצטברות חמצן זו עלולה לגרום נזק למבנה הסוללה ואף לגרום לפיצוצים. תופעה זו מהווה כבר זמן רב את אחד האתגרים הגדולים ביותר להגדלה של סוללות אנרגיה גבוהה בבטחה.

הצוות ב-UNIST גילה כי החמצון מתחיל בסביבות 4.25 וולט, וגורם נזק חלקי לסוללה ולשחרור גז. עם תובנה קריטית זו, החוקרים שינו את המיקוד שלהם למציאת דרך למנוע את החמצון מלכתחילה.
הפתרון שלהם טמון בשינוי ההרכב של חומר הקואזי-ליתיום על ידי החלפת מתכות מעבר מסוימות באלמנטים בעלי אלקטרו-שליליות נמוכה יותר. שינוי זה משפר את זרימת האלקטרונים בתוך החומר, מה שהופך אותו לפחות סביר להתחמצן. הצוות הראה כי גישה זו הפחיתה באופן דרסטי את שחרור גז החמצן.

שיטה זו לא רק הופכת את הסוללה לבטוחה יותר, אלא גם מאפשרת מתח טעינה גבוה יותר, מה שמגביר את צפיפות האנרגיה הכוללת של הסוללה. פריצת דרך זו יכולה לשנות את כללי המשחק עבור כלי רכב חשמליים, ולספק סוללות ארוכות טווח ובטוחות יותר שיכולות לעמוד במתח גבוה יותר. המחקר, שפורסם בכתב העת Science Advances, סולל את הדרך לפיתוח סוללות יעילות ובטוחות יותר לשימוש יומיומי.