شارژ سریع خودروهای برقی در سرما با فناوری جدید دانشگاه میشیگان

پیشرفت بزرگ دانشگاه میشیگان در شارژ سریع خودروهای برقی در هوای سرد

مهندسان دانشگاه میشیگان موفق به دستیابی به یک نوآوری چشمگیر در فناوری باتری خودروهای برقی شده‌اند که می‌تواند مشکل شارژ کند در هوای سرد را تا حد زیادی برطرف کند. این فناوری جدید می‌تواند سرعت شارژ باتری‌های لیتیوم-یونی را تا ۵۰۰ درصد افزایش دهد؛ حتی در دماهای بسیار پایین مانند منفی ۱۰ درجه سانتی‌گراد.

نیل داسگوپتا، استاد مهندسی مکانیک و علم مواد در دانشگاه میشیگان و تیم او، ساختاری جدید برای باتری طراحی کرده‌اند که شامل یک پوشش بسیار نازک شیشه‌ای از ترکیب بورات-کربنات لیتیوم است. ضخامت این پوشش تنها ۲۰ نانومتر است و از تشکیل لایه شیمیایی مزاحم روی الکترودها جلوگیری می‌کند. این لایه معمولا در هوای سرد تشکیل می‌شود و حرکت یون‌های لیتیوم را کند کرده و باعث کاهش سرعت شارژ می‌شود.

داسگوپتا در این‌باره می‌گوید:

«شارژ سریع خودروهای برقی معمولا ۳۰ تا ۴۰ دقیقه زمان می‌برد، اما در زمستان این زمان به بیش از یک ساعت می‌رسد. هدف ما حل همین مشکل است.»

در گذشته، تیم تحقیقاتی او با استفاده از لیزر، مسیرهای بسیار ریز (به ضخامت حدود ۴۰ میکرون) روی آند گرافیتی ایجاد کرده بود تا یون‌های لیتیوم راحت‌تر به عمق باتری نفوذ کنند. اما همچنان عملکرد باتری در سرما ضعیف باقی مانده بود. با اضافه شدن پوشش جدید، مشکل به طور چشمگیری حل شده است.

ترکیب این دو روش باعث شد باتری‌های اصلاح‌شده حتی پس از ۱۰۰ بار شارژ سریع در هوای سرد، ۹۷ درصد از ظرفیت خود را حفظ کنند. مهم‌تر اینکه این فناوری بدون نیاز به تغییرات اساسی در خطوط تولید فعلی، قابل پیاده‌سازی است.

این دستاورد می‌تواند یکی از اصلی‌ترین نگرانی‌های خریداران خودروهای برقی را برطرف کند؛ یعنی کاهش کارایی در دمای پایین. این فناوری با همکاری مرکز نوآوری حمل‌ونقل دانشگاه میشیگان و حمایت مرکز توسعه اقتصادی این ایالت در حال نزدیک شدن به مرحله تجاری‌سازی است. همچنین، شرکت Arbor Battery Innovations حق استفاده از این فناوری را برای تولید صنعتی دریافت کرده است.

این نوآوری می‌تواند به معنای جهشی بزرگ در بازار خودروهای برقی باشد؛ به‌ویژه برای مناطقی که زمستان‌های سرد و طولانی دارند.