پرظرفیت‌ترین باتری اتومبیل برای ۱۰۰۰ کیلومتر حرکت با هر بار شارژ (+عکس)

موبنا – یکی از بزرگترین موانع پیش‌رو در زمینه پذیرش گسترده خودروهای برقی در جهان نگرانی از تامین انرژی در نقاط مختلف است و رانندگان بر این باورند که اگر چنین خودرویی را خریداری کنند، نمی‌توانند در جاده و خیابان‌ها انرژی مورد نیاز آن را به راحتی تامین کنند. باتری‌هایی که این روزها در خودروهای برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند به طور میانگین با هر بار شارژ می‌توانند ۱۰۰ مایل معادل ۱۶۱ کیلومترانرژی لازم برای حرکت اتومبیل را تامین کنند و همین مسئله باعث شده است خودروهای تمام-برقی نتوانند با اتومبیل‌های متعارف وارد رقابت شوند. به خصوص اگر چراغ‌ها روشن باشد، ازبرف‌پاککن استفاده شود یا راننده کولر را روشن کند این اتفاق باعث می‌شود انرژی ذخیره شده در باتری زودتر تمام شود. در حالی که میانگین ظرفیت باتری‌ها اندکی با این میزان تفاوت دارد،‌ ولی مرکز فرانهافر در حال کار کردن روی طراحی جدیدی از باتری‌ها است که می‌تواند ظرفیت آنها را تا ۱۰۰۰ کیلومتر معادل ۶۲۱ مایل افزایش دهد.

خودروهای برقی با یک باتری واحد انرژی مورد نیاز خود را تامین نمی‌کنند و در مقابل مجموعه‌ای از باتری‌ها که صدها هزار سلول باتری کوچک را در خود جا داده‌اند، در بدنه آنها جاسازی می‌شوند و با سیم‌کشی‌های پیشرفته انرژی مورد نیاز خود را تامین می‌کنند. هر یک از این سلول‌های باتری مجزا به یک مخزن، چند پایانه، سیم کشی، کابل و مانیتورهای الکترونیکی نیاز دارند که تمامی آنها ۵۰ درصد از فضای مربوط به مجموعه باتری را اشغال می‌کنند. علاوه بر این، تمامی اتصالات الکتریکی داخل مجموعه باتری باعث می‌شود مقاومت جریان تضعیف شود که این مسئله هم یکی از مشکلات پیش رو است.

«موسسه فناوری‌های سرامیکی و سیستم‌های آی‌کِی‌تی‌اِس فرانهافر» که در شهر درِسدن واقع شده است با همکاری «مرکز هندسی تیسِن‌کراپ» و «مرکز مهندسی اتومبیل آی‌اِی‌وی» موفق به ساخت نوع جدیدی از باتری‌های مخصوص اتومبیل‌ها شده است که می‌تواند تعداد اجزای داخلی را به میزان قابل ملاحظه کاهش دهد و با طراحی ساده‌تر، فضای بیشتری را برای تامین ظرفیت ذخیره‌سازی برق اختصاص دهد.

این باتری جدید EMBATT نام گرفته است که انرژی مورد نیاز خود را از منبع دیگر یعنی سلول های سوختی تامین می‌کند. سلول‌های سوختی به دنبال ترکیب اکسیژن و گاز از جمله هیدروژن یا متان عمل می‌کنند و پس از قرار گرفتن در یک غشا نفوذپذیر، انرژی الکتریسیته را تولید می‌کنند. یکی از عناصر کلیدی در این سلولها بخشی است که از آن با نام «صفحه دوقطبی» یاد می‌کنند. این صفحه هر دو طرف سلول را پوشانده است و تعدادی نقطه کاربردی را شامل می‌شود. این صفحه دوقطبی در واقع به عنوان الکترود برای جمع‌آوری انرژی الکتریسیته کار می‌کند تا یک صفحه به عنوان قطب آنُد و صفحه دیگر به عنوان قطب کاتُد عمل کند.

ایده مطرح شده از سوی فرانهافر این است که محوطه قرارگیری اجزا و اتصالات داخلی در باتری با صفحات مشابه جایگزین شوند. در این طرح به جای آنکه سلول‌های باتری در کنار یکدیگر قرار گیرند، می‌توانند به صورت مستقیم در کنار هم در یک فضای بزرگتر تعبیه شوند و سپس با صفحات پوشانده شوند تا جریان در سطح آنها رد و بدل شود. این ایده نه تنها طراحی باتری‌های مخصوص خودروها را آسان می‌کند، بلکه به میزان قابل ملاحظه مقاومت را در آن کاهش می‌دهد و در نهایت حجم بیشتری از انرژی الکتریسیته تولید می‌شود.

نتیجه تلاش‌های مذکور به گونه‌ای است که اتومبیل‌های برقی می‌توانند باتری‌های بزرگتر را که اندازه و وزن کمتری نسبت به مدل‌های کنونی دارند، در خود جا دهند. این فناوری به نسل جدید اتومبیل‌ها امکان می‌دهد با هر بار شارژ کامل باتری بتوانند تا ۱۰۰۰ کیلومتر معادل ۶۲۱ مایل حرکت کنند.

تولید باتری EMBATT هم اکنون در مرحله آزمایشگاهی با موفقیت انجام شده است و با این وجود شرکا در حال کار کردن روی این پروژه هستند تا فناوری مذکور را به تولید انبوه برسانند و از سال ۲۰۲۰ به بعد بتوانند آن را در خودروها استفاده کنند.