به گزارش «اخبار خودرو»، در رقابت دستیابی‌به نسل بعدی باتری‌ها، فناوری لیتیوم-یون موفق شده در سال‌های اخیر به جهش‌های قابل‌ملاحظه‌ای دست پیدا کند. اما این بسته‌های نیرو همچنان با مشکلات و موانع متعددی روبه‌رو هستند: آن‌ها از موادی معدنی‌ استفاده می‌کنند که از کشورهایی با اوضاع سیاسی ناپایدار تامین می‌شوند؛ اگر دچار آسیب فیزیکی شوند، می‌توانند خطرآفرین باشند و همچنین میزان نیرویی که ذخیره می‌کنند می‌تواند بیشتر باشد. هزاران شرکت و دانشمند در سراسر جهان درحال‌حاضر تمرکز خود را روی رفع این مشکلات گذاشته‌اند.

در این میان سه رقیب هستند که از دیگران پیشی گرفته‌اند: کمپانی تسلا با مدیرعامل هیجان‌طلبش، یک میلیاردر فرانسوی به نام «گروه بولور» و یک استارت‌آپ آمریکایی به اسم «فناوری‌های پلیون» که در ماساچوست فعال است.

جف چمبرلین، مدیرعامل کمپانی فناوری‌های ولتاژ انرژی که تمرکز خود را روی نسل جدید ذخیره انرژی گذاشته در این باره می‌گوید: «آن‌چه پس از این می‌آید، فناوری‌هایی است که عملکرد را بهبود می‌بخشد، انرژی بیشتری را ذخیره می‌کند و با قیمتی پایین‌تر در مدتی طولانی‌تر دوام می‌آورد. تاکنون صدها میلیون، شاید حتی چند میلیارددلار صرف تحقیقات روی این فناوری‌ها شده است.»

در این‌جا نگاهی به سه شرکت پیشتاز در زمینه تولید و ذخیره انرژی و فناوری‌های مورداستفاده آن‌ها برای توسعه باتری‌های آینده می‌اندازیم. 

تسلا و کاهش استفاده از کبالت

تولیدکنندگان باتری در تلاش هستند میزان کبالت مورد استفاده در محصولات خود را کاهش دهند تا بدین ترتیب بتوانند هزینه‌ها و همچنین خطرات مربوط‌به این ماده اولیه را کاهش دهند. یکی از مشکلات استفاده از کبالت این است که عمدتا از معادن جمهوری دموکرات کنگو تامین می‌شود و طی چند دهه سوژه مناقشات جدی بی‌شماری بوده است.

براساس اطلاعات منتشرشده توسط شرکت «کالاهای دارتون» در حالی‌که بخش عمده این مواداولیه از معادن تجاری استخراج می‌شود، طبق برآوردها حدود 15درصد آن از معادن قدیمی تامین می‌شود که استخراج از آن‌ها به صورت دستی و اغلب توسط کودکان کار صورت می‌گیرد. در نتیجه کمپانی‌های باتری‌سازی تحت فشاری فزاینده برای ردیابی کبالت مورد استفاده خود قرار دارند و باید اثبات کنند که مواد اولیه‌شان از راه‌های اخلاقی تامین شده است.

طبق گفته مقامات تسلا در حال حاضر باتری‌هایی که این شرکت برای خودروهای مدل 3 و پاوروال‌هایش به کار می‌گیرد، کمتر از 3درصد کبالت دارند. این بسیار کمتر از میزانی است که شرکت‌های بزرگ آسیایی برای مصرف آتی کبالت در محصولات برقی‌ خود در نظر گرفته‌اند.

این روند تسلا از ژوئن سال گذشته آغاز شد و با افزایش تولید مدل 3 که طبق برنامه‌ریزی‌های تسلا در سال جاری باید 500هزاردستگاه از آن تولید شود، شتاب گرفت.

ایلان ماسک اخیرا در جمع سرمایه‌گذاران تسلا اعلام کرد: «مقدار کبالت مورداستفاده در ترکیب کاتود نیکل-کبالت-آلومینیوم پایین‌تر از میزان کبالت موجود در نسل‌ بعدی کاتودهای مورداستفاده توسط سایر تولیدکنندگان باتری است. به باور ما می‌توان میزان کبالت را به تقریبا صفر رساند.» این در حالی است که غول شیمیایی کره یعنی کمپانی «ال‌جی کم» در حال حاضر باتری‌هایی می‌سازد که حاوی 20درصد کبالت هستند. این شرکت قصد دارد این میزان را تا سال‌های 2020 و 2021 به نصف برساند. 

گروه بولور و باتری‌های ایمن‌تر

همواره در اخبار، حوادث ناگوار مربوط به باتری‌ها به گوش می‌رسد زیرا این بسته‌های نیرو شدیدا قابل‌احتراق هستند. 

ماجرای آتش‌سوزی یک گوشی هوشمند سامسونگ در هواپیما چیزی نیست که به این زودی‌ها از یاد مردم برود. خودروهای برقی هم هنگام تصادفاتی که منجربه سوراخ شدن باتری‌هایشان شود، در معرض این خطر قرار دارند. دلیل این امر الکترولیت مایع آن‌هاست؛ حلّال قابل اشتعالی که بار الکتریکی را از یک سر باتری به سر دیگر آن منتقل می‌کند و در صورت نشت آتش می‌گیرد. 

به منظور جلوگیری از این مساله خودروسازان در تلاشند تا به تولید خودروهای جامد روی بیاورند.

«بلو سولوشنز» واحدی از گروه بولور که به میلیاردر فرانسوی، ویسنت بولور تعلق دارد، پیشتاز تولید باتری‌های حالت جامد به‌شمار می‌رود و در حال حاضر دو کارخانه فعال در زمینه تولید این نوع از باتری‌ها دارد. 

در حالی‌که تولیدکنندگان باتری در حال انجام آزمون و خطا برای تولید این نوع از باتری‌ها هستند، «بلو سولوشنز» توانسته در سطح تجاری آن‌ها را عرضه کند و کارخانه‌هایش در شمال فرانسه و کانادا سالانه 500 مگاوات بر ساعت باتری عرضه می‌کنند که برای به حرکت در آوردن 10هزار خودرو الکتریکی کافی است.   

پلیون و تراکم انرژی

هدف نهایی باتری‌ها این است که حداکثر میزان باتری را در کمترین و سبک‌ترین فضای ممکن ذخیره کنند. در اینجاست که بحث تراکم انرژی مطرح می‌شود. هرچقدر که باتری بتواند انرژی بیشتری ذخیره کند، گستره قابل‌پیمایش ماشین‌ها فراتر خواهد رفت و لپ‌تاپ‌ها و گوشی‌های همراه در فواصل زمانی دیرتری به شارژ نیاز پیدا خواهند کرد.

وزن هم یک مساله بسیار مهم است و هرچه یک خودرو سبک‌تر باشد، به انرژی کمتری برای جابجایی‌اش احتیاج خواهد داشت.  این به ویژه برای خودروها و همچنین صنعت نوظهور هواپیماهای الکتریکی مهم است.

شرکت فناوری‌های پلیون، یک استارت‌آپ ماساچوستی است که می‌گوید می‌تواند در یک بسته باتری معمولی دوبرابر انرژی بیشتر را ذخیره کند. این شرکت از سه ماه گذشته عرضه محصولات خود را به مشتریانش آغاز کرده و قصد دارد تا سال آینده ظرفیت خود را 10برابر کند.  

تولیدکنندگان باتری در تلاش هستند تا تراکم انرژی را با ساختن آنود، یعنی بخشی از باتری که دارای بار منفی است، نسبت به سایر مواداولیه افزایش دهند. در حال حاضر از گرافیت استفاده می‌شود که ماده مورد استفاده در مدادهاست. اما پلیون به جای این ماده از سیلیکون استفاده می‌کند که عملکرد بسیار بهتری دارد و همچنین نوع باتری ابداعی آن‌ها قابل تولید در تمام کارخانه‌های تولید باتری‌های لیتیوم-یونی است و بدین ترتیب می‌توان به گسترش سریع آن‌ها امیدوار بود.