تقنية جديدة يمكن أن تسمح بسيارات كهربائية ذات مدى لا نهائي

⬤ أعلنت مرسيدس-بنز عن تطوير لطلاء شمسي يزود المركبات الكهربائية بطاقة كافية لقطع 12,000 كيلومتر سنوياً.

⬤ يتركب الطلاء من جسيمات نانوية تعتمد التأثير الكهروضوئي لتحويل 20% من طاقة الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

⬤ يمكن للابتكار الجديد أن يزود السيارات بأكثر من نصف مداها السنوي ويوفر آلاف الدولارات في حال تطبيقه.

أصبحت إمكانية تحقيق مدى شبه غير محدود تقريباً للمركبات الكهربائية واقعاً قريب المنال بفضل ابتكار جديد من مرسيدس بنز، والتي أعلنت مؤخراً عن تطوير تقنية طلاء ضوئي جديد قادر على توفير طاقة للمركبة الكهربائية تكفيها لقطع ما يصل إلى 12,000 كيلومتر سنوياً في ظروف إضاءة مثالية.

يتخذ الطلاء طابع الجسيمات النانوية في تركيبه، ويجري تطبيقه مباشرة على هيكل المركبة، ليقلل من الاعتماد على محطات الشحن التقليدية إلى حد كبير. وأوضحت Mercedes-Benz أن الطلاء مصنع من مواد خام غير سامة ومتوفرة بسهولة، ما يجعله خياراً اقتصادياً ومستداماً.

تمثل هذه التقنية قفزة كبيرة في تطور مجال المركبات الكهربائية، خصوصاً في المناطق المشمسة حول العالم، إذ إنها تعالج عقبات جوهرية تواجه هذا النوع من التقنيات، وهي مدى القيادة المحدود والاعتماد على بنية تحتية للشحن تختلف في كفاءتها وتوافرها بين الدول. دون إغفال عامل مدة الشحن وكثافة الطاقة في بطاريات أيونات الليثيوم، التي تمثل عماد أساطيل السيارات الكهربائية حول العالم في الوقت الراهن.

يقوم الطلاء الضوئي الجديد بتحويل الطاقة الضوئية إلى كهربائية من خلال عملية تُعرف بالتأثير الكهروضوئي؛ فعندما تصطدم الفوتونات (جسيمات الضوء) بالطلاء، تقوم الجسيمات النانوية شبه الموصلة، المعروفة بالنقاط الكمية، بامتصاص هذه الطاقة الضوئية وتحويلها إلى حركة للإلكترونات داخل المادة. لتولّد هذه الحركة تياراً كهربائياً يتم جمعه من خلال طبقات موصلة دقيقة مدمجة في الطلاء، ومن ثم يجري توجيهه إلى النظام الكهربائي للمركبة، ليتم استخدامه في تشغيل المكونات مباشرة أو تخزينه في البطارية لاستخدامه لاحقاً.

تتموضع طبقة الجزيئات النانوية تحت طبقة الطلاء الخارجية، والتي تسمح بمرور 94% من طاقة الشمس إلى تلك الطبقة الكهروضوئية تحتها، وتحافظ على المظهر الخارجي للسيارة دون تغيير.

لا تتجاوز سماكة طبقة الطلاء الواحدة 5 ميكرونات (0.0005 سنتيمتر)، ويزن الطلاء حوالي 50 غراماً فقط لكل متر مربع، ما يعني إمكانية تطبيقه على معظم أجزاء سطح السيارة بسهولة، وبطريقة شبيهة بتطبيق «طبقة رقيقة جداً من المعجون»، حسبما أوضحت Mercedes-Benz.

تحقق التقنية كفاءة طاقة تصل إلى 20%، أي يتم تحويل خُمس طاقة ضوء الشمس التي تضرب سطح الطلاء إلى طاقة قابلة للاستخدام، وهي نسبة مماثلة لكفاءة الألواح الشمسية التقليدية.

بتفصيل عملي أدق، ذكرت الشركة أن بوسع الطلاء توليد طاقة كافية لتلبية معظم احتياجات القيادة اليومية لدى تغطية مساحة تبلغ 11 متراً مربعاً، ما يكافئ حجم سيارة رياضية متعددة الاستخدامات (SUV) متوسطة الحجم. وكمثال من أرض الواقع، يمكن للسائقين في شتوتغارت تأمين 62% من احتياجات التنقل اليومية باستخدام الطاقة الشمسية فقط، في حين يمكن لتلك النسبة أن تبلغ 100% في لوس أنجلوس.

من الجدير بالذكر أيضاً أن النظام الكهروضوئي يستمر في توليد الطاقة حتى عندما تكون السيارة متوقفة، طالما كانت تحت أشعة الشمس. مع القدرة على توجيه فائض الطاقة لتخديم المنازل إن لزم الأمر.

لم تحدد الشركة موعداً واضحاً لبدء إطلاق هذه التقنية على الطرقات، أو ما إذا كان مقدراً لها دخول الإنتاج التجاري أصلاً. وينصب تركيز القائمين على المشروع حالياً على ضمان إمكانية تطبيق الطلاء «على جميع الأسطح الخارجية للمركبات، بغض النظر عن شكلها أو انحنائها.»