يظل عمر البطارية الافتراضي، إلى جانب سعتها، أحد أكبر عيوب السيارات الكهربائية. كما تتدهور البطاريات بمرور الوقت وتحتاج إلى الاستبدال، الأمر الذي قد يكون مكلفا ومضرا بالبيئة.
ويتمثل الجزء الأكبر من المشكلة في طريقة تخزين بطاريات الليثيوم الثانوية من النوع المستخدم في السيارات الكهربائية، لشحنتها. وتتضمن العملية “تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية لتخزينها، ومن ثم العودة إلى طاقة كهربائية لاستخدامها”.
ويتم الأمر باستخدام مواد “كاثود النيكل”، القادرة على تخزين كمية كبيرة من أيونات الليثيوم المطلوبة لهذه العملية. لكن المواد، التي أساسها النيكل، مصنوعة من بلورات صغيرة، ويمكن أن تتحلل تدريجيا أثناء شحنها وتفريغها.
ويعتقد الباحثون أن هذه المشكلة يمكن معالجتها عن طريق إنتاج “مادة الكاثود” في جسيم واحد كبير أو بلورة، والتي تكون أقل عرضة للتحلل.
وفي الدراسة، تم البحث عن درجة الحرارة المناسبة لمحاولة تصنيع تلك المواد أحادية البلورة بجودة عالية.
وتوصل الباحثون إلى درجة الحرارة اللازمة لإنتاج المواد بجودة عالية وبسهولة نسبية. وفوق درجة الحرارة المكتشفة، تحدث عملية تسمى “التكثيف”، حيث يزداد حجم الحبيبات الموجودة داخل المادة وتغطي المساحات الفارغة.
وبمجرد حدوث ذلك، تصبح المواد صلبة للغاية ولا تتحلل، ما يسمح لها بالاستمرار لفترة أطول.
وقال كيو يونغ بارك، الأستاذ في جامعة Pohang للعلوم والتكنولوجيا: “قدمنا استراتيجية تركيبية جديدة لتعزيز متانة مواد الكاثود القائمة على النيكل. وسنواصل أبحاثنا لجعل البطاريات الثانوية للسيارات الكهربائية أرخص وأسرع وأطول أمدا”.
نشرت الدراسة في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces.
