سيارة المستقبل سوف تصلح نفسها

بوليمر فريد من نوعه ذاتي الإصلاح مخصص لطلاء بطاريات الليثيوم في السيارات الكهربائية، قد يطيل عمر البطارية.

بواسطة: مايا جيفون

بوليمر فريد من نوعه ذاتي الإصلاح مخصص لطلاء بطاريات الليثيوم في السيارات الكهربائية، قد يطيل عمر البطارية.

واجهت السيارات الكهربائية في إسرائيل صعوبات، أما في العالم الأوسع، فإن السيارة الكهربائية تثبت نفسها تدريجياً كبديل نظيف ومريح للسيارة العادية، التي تعمل بالوقود بجميع أنواعه. ومن المزايا البارزة للسيارة الكهربائية هي البساطة النسبية لنظام القيادة، ونتيجة لذلك - صيانة بسيطة مقارنة بنظيراتها الأكثر تلويثا. سيكون من الممكن تحقيق قفزة كبيرة إلى الأمام عندما تتمكن البطارية الكهربائية أيضًا، تقليدًا للطبيعة، من المساعدة في إصلاح وصيانة نفسها - وهو ما يسعى الباحثون في فريق بحث من جامعة ستانفورد إلى تحقيقه.

وقام الفريق بإجراء أبحاث على بوليمرات مختلفة، بهدف تطوير مادة متينة ومرنة يمكن استخدامها كطلاء للأجهزة الإلكترونية في مجالات الروبوتات والأطراف الصناعية. وفي البوليمر الذي طوروه، ابتكروا قدرة فريدة على "الإصلاح الذاتي" على وجه التحديد عن طريق إضعاف بعض الروابط بين الجزيئات التي يتكون منها. أدى ضعف الروابط إلى تكوين مادة مرنة تتفكك بسهولة نسبية، بينما تنجذب أطراف الجزيء إلى بعضها البعض (بواسطة شحنة كهربائية معاكسة) وتكمل الأجزاء التي تتشكل بسرعة.

هذه الميزة جعلت البوليمر مناسبًا بشكل خاص لطلاء بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية. واليوم، يعد السيليكون المادة الشائعة لتغليف البطاريات من هذا النوع، نظرًا لقدرته على تخزين الأيونات وإطلاقها. ومع ذلك، فإن السيليكون يتمدد وينكمش أثناء شحن البطارية ويفرغ الشحنة الأيونية - وهي حقيقة تؤدي في النهاية إلى تآكل الطلاء وظهور الشقوق.

وأظهرت تجربة البوليمر الجديد في المختبر أنه يعمل على دمج الشقوق التي تتشكل فيه خلال ساعات قليلة، دون أن يفقد قدرته كطلاء يساعد على تشغيل البطارية حتى بعد مائة دورة شحن وتفريغ. ومع ذلك، فإن متانة السيليكون لا تزال أعلى من ذلك بكثير. حدد الباحثون هدفًا يتمثل في تحقيق 3,000 دورة شحن وتفريغ للبطارية دون الإضرار ببوليمر الطلاء. وسيؤدي النجاح في المهمة إلى إطالة عمر البطارية بشكل كبير، مما يقلل الحاجة إلى عمليات الصيانة المكلفة واستخدام العديد من المواد الكيميائية، بعضها غير صديق للإنسان والبيئة.

مصدر الخبر