فريق بالقومي للبحوث ينجح في تحسين كفاءة بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية

نجح فريق بحثي بالمركز القومي للبحوث تحت إشراف الدكتور أحمد محمد هاشم، في تحسين كفاءة بطاريات الليثيوم الثانوية المستخدمة في السيارات الكهربائية، من خلال التعاون مع المدارس العالمية في كل من ألمانيا وفرنسا والولايات المتحدة الأمريكية.
وأكدت الدكتورة رشا سمير الباحث بالمركز القومي للبحوث أن شركة "سوني" كانت هي أول من طرح بطاريات الليثيوم الثانوية للاستخدام التجاري في عام 1991 عندما كانت الشركة تبحث عن حلول لإطالة عمر بطارياتها المستخدمة في كاميرات الفيديو وتستخدم الآن بطاريات الليثيوم الثانوية لتوفير الطاقة للكثير من الأجهزة الإلكترونية الحديثة، من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمول وحتى فرش الأسنان الكهربائية والمكانس الكهربائية المحمولة وحديثا العربات الكهربائية.
وأضافت سمير أنه قد حاز العام الماضي ثلاثة علماء كانوا وراء هذا الاختراع الثوري على جائزة نوبل للكيمياء. ومن المتوقع أن نزداد اعتمادا على هذه البطاريات، إذ تستخدم بطاريات الليثيوم الثانوية في السيارات الكهربائية كبديل للوقود الأحفوري وفي وقت زادت فيه حصة مصادر الطاقة المتجددة في إمدادات الكهرباء حول العالم، من المرجح أننا سنحتاج لإنتاج كميات هائلة من البطاريات لاختزان الطاقة الكهربائية الفائضة لتعويض نقص الطاقة في الأوقات التي لا تهب فيها الرياح (مصدر طاقة الرياح) أو لا تسطع فيها الشمس (الطاقة الشمسية).
واوضحت الباحثة بالمركز القومي للبحوث أنه يباع في الوقت الحالي أكثر من سبعة مليارات بطارية ليثيوم ثانوية حول العالم، ومن المتوقع أن يزيد هذا العدد إلى أكثر من 15 مليار بطارية بحلول 2027، لكن بطاريات الليثيوم الثانوية لا تخلو من العيوب، إذ تقل قدرتها على الاحتفاظ بالطاقة وتخزينها لفترات طويلة مع تكرار الشحن، ويتدنى أداؤها عندما يكون الطقس فائق الحرارة أو فائق البرودة.
وأثيرت مخاوف أيضا حول أمان هذه البطاريات وتأثيرها على البيئة فقد تحترق بطاريات الليثيوم الثانوية أو تنفجر في ظروف معينة، كما أن استخراج المعادن المستخدمة في تصنيعها قد يُسبب أضرارا جسيمة بالبيئة والمجتمعات وقد دفع ذلك علماء حول العالم لتطوير أنواع جديدة من البطاريات لتلافى هذه العيوب على أمل العثور على حلول جديدة لتوفير الطاقة للأجهزة الإلكترونية مستقبلا.
وتابعت: "أكثر ما يميز السيارات الكهربائية المطروحة بالأسواق عن بعضها قدرات بطارياتها، وما تمنحه من قوة للمحرك لتجعله قادرا على قطع أطول مسافة ممكنة مع وقت شحن قصير. ووفقا لدراسة أجراها مركز الدراسات المختص بالسيارات الكهربائية Cox Automotive ، فإن 46% من المهتمين بشراء السيارات الكهربائية أكثر ما يخيفهم حول هذا الأمر العمر الافتراضي للبطاريات، حيث تخشى هذه النسبة من المستهلكين أن يصل العمر الافتراضي لبطارية سياراتهم الكهربائية عند 65,000 ألف ميل كحد أدنى للاستهلاك.
وذلك لارتفاع تكلفة استبدال بطاريات السيارات الكهربائية في المجمل، فعلى سبيل المثال تصل تكلفة استبدال بطارية طراز بولت الكهربائي من شيفروليه إلى 15,000 ألف دولار للبطارية الجديدة".
كما يميز بطاريات السيارات الكهربائية قدرتها على الحفاظ على الطاقة المخزنة بها عند عدم استخدامها، بعدم تسريب هذه الطاقة. ويفرق بين كل بطارية وأخرى معدل الطاقة التي تنتجها بمقياس الكيلووات لكل ساعة، فحين يقوم المستهلك بشراء سيارة كهربائية ببطاريات تنتج معدل طاقة عاليا كمن يقوم بشراء سيارة تتمتع بخزان وقود ذي سعة كبيرة.
وكشفت دراسة أجراها مركز رعاية المستهلكين بالولايات المتحدة أن بطاريات السيارات الكهربائية بمختلف الماركات من المفترض أن تتحمل الاستهلاك حتى 100 ألف ميل قبل أن يلحظ تسريب جسيم في طاقتها رغم الشحن، وقد يصل تحملها لمواصلة العمل حتى 200,000 ألف ميل، ما يعادل 17 عاما من الاستهلاك، في هذه الحالة يلزم تغيير البطاريات.