10 أضعاف كثافة الطاقة من بطارية الليثيوم؟ بورشه تطور بطارية أنود السيليكون وتخطط لإنتاجها بكميات كبيرة في غضون 5 سنوات
ذكر الموقع اليومي "العام" الإسباني مؤخرا أن إنتاج البطاريات هو مصدر مهم لانبعاثات الكربون في عملية تصنيع السيارات الكهربائية ، وهو ما يمثل 25٪ إلى 40٪ من إجمالي الانبعاثات. يعمل المزيد والمزيد من المصنعين على تقليل الانبعاثات في هذا المجال ، لكن بورشه تريد الذهاب إلى أبعد من ذلك. تقوم الشركة بتطوير بطارية ذات أداء أفضل وبصمة كربونية أصغر. هل هذه بطارية مثالية؟
وقال التقرير إن بورشه ستستثمر حوالي مليار يورو على مدى السنوات العشر المقبلة في مختلف تدابير إزالة الكربون، بما في ذلك الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من مصانع التجميع الخاصة بها. إنتاج بورشه تايكان في زوفنهاوزن (في شتوتغارت ، ألمانيا) محايد للكربون منذ البداية ، ولكن بناء سيارة هو أكثر بكثير من مجرد تجميع جميع الأجزاء على خط الإنتاج.
البطاريات هي واحدة من المصادر الهامة للانبعاثات في إنتاج السيارات الكهربائية. في هذا الرابط ، تستهلك خطوات الإنتاج المتعددة لتحويل المواد الخام مثل النيكل والكوبالت إلى منتجات مكررة يمكن استخدامها في البطاريات كميات هائلة من الطاقة.
وفي مؤتمر صحفي عقد مؤخرا، قال بنجامين باسنبرغ، رئيس أنظمة الجهد العالي في بورشه: "إن امتلاك الطاقة الخضراء أمر مهم للغاية، خاصة في إنتاج البطاريات، حيث يتطلب الأمر الكثير من الطاقة لتسخين الأشياء". ومع ذلك، فإن استخدام مصادر الطاقة الخضراء فقط (أو منخفضة الانبعاثات) لصنع البطاريات لا يكفي لبورشه (أو غيرها من الشركات المصنعة) لتحقيق أهداف الانبعاثات الخاصة بها. هناك أيضا حاجة إلى إعادة تصور البطارية نفسها للحد من التلوث الذي ينشأ عن ممارسات تصنيع البطاريات.
وتحقيقا لهذه الغاية، تعمل بورشه على بطارية جديدة. يقال إن البطارية أكثر قوة ، وتشحن بشكل أسرع ، ولها بصمة كربونية أصغر من البطاريات الحالية. التكنولوجيا المستخدمة هي استخدام المزيد من السيليكون في أنود البطارية ، بدلا من الجرافيت الشائع الاستخدام اليوم.
وفقا لأوتمار بيتشر ، رئيس قسم السيارات الكهربائية في بورشه ، فإن أنودات السيليكون أكثر كثافة للطاقة ب 10 مرات. تتوقع بورشه زيادة قدرها 20 إلى 25 في المائة من الواط / ساعة لكل لتر من الحجم مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية اليوم. وهذا يعني ، تحت سعة طاقة معينة ، يكون حجم البطارية أصغر. ويعني تحسين كفاءة استخدام الطاقة في البطاريات، بدوره، الحاجة إلى عدد أقل من البطاريات لتشغيل السيارة، مما يقلل من الوزن الإجمالي (ويقلل أيضا من المساحة المطلوبة للبطاريات).
انخفاض وزن السيارة يعني أيضا انخفاض استهلاك البطارية، ولكن أين هو التأثير الإيجابي على البيئة؟ أولا ، يقلل تصميم هذه الخلية الجديدة من المتطلبات المادية لهيكل خلية الألومنيوم (السكن) مقارنة بتصميمات الخلايا الأسطوانية. إنتاج الألومنيوم هو واحد من مصادر انبعاثات الكربون الهامة للسيارات. وفقا لدراسة حديثة أجرتها شركة فولفو ، يمثل الألومنيوم 30 في المائة من الانبعاثات التي تنشأ عن إنتاج مواد السيارة الحديثة ، حتى أكثر من البطارية نفسها. لذلك ، فإن الحد من استخدام الألومنيوم يقلل أيضا من جزء كبير من الانبعاثات. وعلى الرغم من عدم الكشف عن أي تفاصيل، قالت بورشه إن البطارية ستشحن أيضا بشكل أسرع.
من ناحية أخرى ، سيتم تقليل محتوى الكوبالت في هذه البطاريات. من المعروف الآن أنه من الصعب الحصول على الكوبالت ، وهو مكلف للغاية ، وله تأثير كبير على البيئة. ويشكل الكوبالت حاليا 20 في المئة من مادة كاثود بطارية تايكان، وتأمل بورشه أن تقلل تقنيتها الجديدة من حصة الكوبالت إلى 5 إلى 10 في المئة فقط.
ولتقليل الانبعاثات بشكل أكبر، ستركز بورشه على سلسلة التوريد. وستقوم الشركة الألمانية بتوريد الكوبالت والنيكل والمواد الخام الأخرى قدر الإمكان من أوروبا، بحيث تكون أقرب إلى المكان الذي سيتم فيه إنتاج البطاريات الجديدة، بالقرب من مركز بورشه للأبحاث والتطوير في فايساخ. وفقا للشخص المعني المسؤول عن بورشه ، فإن شراء مواد الكاثود من شوارزهايد ، ألمانيا بدلا من بلدي يمكن أن يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 25٪.
بالإضافة إلى ذلك، تدفع بورشه مورديها إلى صنع البطاريات والمكونات الأخرى بالكامل من الطاقة المتجددة. وقالت شركة صناعة السيارات الألمانية إنها لن تنظر بعد الآن في عقود طويلة الأجل مع موردين غير راغبين في استخدام الطاقة "الخضراء" المعتمدة. وتقول بورشه إن سلسلة التوريد تمثل نحو 20 في المئة من إجمالي انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري لشركة صناعة السيارات. وسيرتفع ذلك إلى حوالي 40 في المائة بحلول عام 2030 مع تحول الإنتاج إلى السيارات الكهربائية.
السؤال الكبير هو ، متى سنرى بطارية بورشه "المثالية" هذه في سيارة على الطريق؟ مثل العديد من التقنيات الأخرى في قطاع السيارات ، سيتم استخدامه أولا في سيارات السباق ، حيث الأداء العالي وقدرات الشحن السريع أمر بالغ الأهمية. وقال أوتمار بيتشر: "عادة ما نكون على بعد 2 إلى 3 سنوات من الانتقال إلى سيارات الإنتاج. لذلك سنرى ذلك في سيارات الإنتاج بعد عام 2025". وتتوقع بورشه تسويق البطارية عالية الأداء في غضون خمس سنوات.
من حيث الإنتاج ، فإن الهدف هو تحقيق الحد الأدنى من الإنتاج السنوي البالغ 100 ميجاوات في الساعة ، وهو ما يكفي لتشغيل حوالي 1000 سيارة. هذا يقودنا إلى الاعتقاد بأنه سيتم توجيهه في البداية فقط لبعض النماذج غير الإنتاجية ، وربما بعض السيارات الخارقة عالية الأداء.
بالطبع ، إنها ليست بطارية مثالية. يتم شحن البطارية المثالية في ثوان ، ولا ترتفع درجة حرارتها أو تفقد سعتها بمرور الوقت ، وهي خفيفة الوزن وغير مكلفة في الإنتاج. ربما لن نرى أبدا بطارية تحتوي على كل هذه الميزات في واحدة ، ولكن على المدى القصير إلى المتوسط ، تقترب بطارية بورشه إلى حد كبير من البطارية المثالية - على الأقل من الناحية النظرية. (تجميع / لي زيجيان)
