بطارية سيارات كهربائية جديدة تشحن بشكل كامل في 6 دقائق فقط
⬤ طوّر فريق بحثي في كوريا الجنوبية تقنية تعزز سعة تخزين وتقلل وقت شحن بطاريات الليثيوم-أيون في السيارات الكهربائية.
⬤ استغرق شحن البطاريات المصنوعة بالتقنية والتي تعادل سعتها سعة بطاريات السيارات الكهربائية 6 دقائق فقط.
⬤ اعتمدت التقنية على تصنيع مادة جديدة من صفائح فريت المنجنيز واستخدامها كأقطاب سالبة أكثر فعالية في بطاريات الليثيوم-أيون.
عادةً ما يستغرق شحن بطاريات السيارات الكهربائية حوالي 10 ساعات، وحتى مع أسرع تقنيات الشحن لا يزال الوقت أطول من 30 دقيقة. ولكن استطاع فريق بحثي في جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية أن يطور تقنية تعزز سعة تخزين بطاريات الليثيوم-أيون (مثل تلك في السيارات الكهربائية) بحوالي مرة ونصف فوق حدها النظري وأيضاً تُمكن من شحن البطاريات في أقل من 6 دقائق.
يتم تحديد كفاءة بطاريات الليثيوم-أيون بناءً على المادة المستخدمة كقطب سالب للبطارية وقدرة تلك المادة على تخزين أيونات الليثيوم. ومؤخراً، قاد البروفيسور وون باي كيم، من قسم الهندسة الكيميائية ومعهد الدراسات العليا للتكنولوجيا الحديدية بجامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا، فريقاً بحثياً ضمّ طالبي الدكتوراه سونج كيو كانج ومينهو كيم لتطوير مادة قطب جديدة وأكثر فعالية من فريت المنجنيز.
نظراً إلى كون فرّات المنجنيز معروفة بخصائصها المغناطيسية وقدرتها الفائقة على تخزين أيونات الليثيوم. قام الفريق بتصنيع صفائح بسُمك نانوي من فريت المنجنيز (بصيغة كيميائية Mn3-xFexO4) باستخدام طريقة تهجين ذاتي جديدة تتضمن عملية مستمدة من التآكل الجلفاني المباشر. حيث نتج عن تفاعل تآكل كلفاني في محلول من أكسيد المنجنيز الممزوج بالحديد مركّباً بطبقة خارجية من أكسيد الحديد محيطة بأكسيد المنجنيز.
استخدم الفريق أيضاً الطريقة الحرارية المائية لإنشاء صفائح بسُمك عدة نانومترات من فريت المنجنيز مع مساحات سطحية موسعة. واستطاعت هذه الصفائح أن تخزن الإلكترونات ذات القابلية العالية للاستقطاب الدائري. مما عزز سعة تخزين الصفائح لأيونات الليثيوم بشكل كبير، وسمح بتجاوز السعة النظرية لأقطاب البطاريات المصنوعة من فريت المنجنيز بنسبة تزيد عن 50%.
كما أدى توسيع المساحة السطحية للقطب السلبي إلى تسهيل الحركة المتزامنة لكمية كبيرة من أيونات الليثيوم، وبالتالي تحسين سرعة شحن البطارية. وأظهرت النتائج التجريبية أن شحن وتفريغ بطارية بسعة بطاريات السيارات الكهربائية الحالية يتطلب 6 دقائق فقط. إذ قامت هذه الدراسة بتحسين عملية التصنيع الصعبة لتجاوز السعة النظرية لمادة فريت المنجنيز وتسريع عملية شحن البطارية بشكل كبير.
