ربما تكون السلامة المحيطة بملكية السيارات الكهربائية قد اتخذت خطوة حاسمة بعيدًا عن خطر حرائق البطاريات هذا الأسبوع ، مع التأكيد على إنشاء مصنع تجريبي لبطارية منخفضة المخاطر.
وقعت شركة Graphene Manufacturing Group (GMG) للتكنولوجيا النظيفة ، التي تصنف كيمياء الجرافين والألومنيوم الخاصة بها كواحدة من أكثر بطاريات الطاقة كثافة وأقلها خطرًا ، اتفاقية هذا الأسبوع مع شركة روبرت بوش الصناعية العملاقة لإنشاء مصنع للبطاريات في أستراليا. توفر بطاريات الجرافين الألومنيوم-أيون أيضًا عمليات شحن أسرع مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون.
سيتم إنتاج البطاريات القابلة لإعادة التدوير بالكامل في شكل خلية معدنية مبدئية بحلول نهاية العام. تعد الخلايا المعدنية رائعة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والساعات وأجهزة التحكم عن بعد وأنواع أخرى من الأدوات الإلكترونية. تقوم GMG حاليًا باختبار الإجهاد على خلاياها المعدنية عن طريق شحن النماذج الأولية في ميكروثانية لمحاولة العثور على نهاية العمر الافتراضي المفيد للخلية.
ستحمل خلايا جيبية GMG ، المقرر إنتاجها في عام 2024 ، نفس الكيمياء. تعد خلايا الحقيبة أكثر ملاءمة للمركبات الكهربائية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية. تستخدم معظم السيارات الكهربائية (تسلا ، بخلاياها الأسطوانية ، الاستثناء) الحقيبة أو الخلايا المنشورية.
تعد كيمياء الجرافين والألومنيوم والأيون بشحن فائق السرعة يمكن أن يقضي على قلق النطاق ليس عن طريق إطالة المسافات بين عمليات إعادة الشحن ، ولكن عن طريق الشحن أسرع بما يصل إلى 60 مرة من أفضل خلايا الليثيوم أيون الحالية ، فضلاً عن تعزيز مستويات الطاقة بشكل كبير تعافى من خلال الكبح.
تحتوي الخلايا أيضًا على ثلاثة أضعاف طاقة أفضل الخلايا المنافسة القائمة على الألمنيوم أيضًا ، وبدون حد أعلى للأمبير ، فهي ليست عرضة للحرائق الحرارية الجامحة التي تصدرت عناوين الصحف من خلايا الليثيوم أيون مؤخرًا.
كان طراز S Plaid من Tesla في دائرة الضوء من المجلس الوطني لسلامة النقل على حرائق “الهروب الحراري” ، لكن حرائق الليثيوم أيون ليست مجرد مشكلة تسلا.
استدعت جنرال موتورز هذا الصيف سيارتها شفروليه بولت EV الكهربائية بسبب مخاطر الحريق من خلايا الليثيوم أيون من مصدر LG ، مما يمثل ثاني استدعاء رئيسي لمخاطر الحريق لبطارية LG Energy Solution. كانت خلايا LG أيضًا وراء استدعاء Hyundais بقيمة 854 مليون دولار في كوريا الجنوبية في فبراير الماضي.
حظرت كل من شركات الطيران المتحدة ودلتا شحنات بطاريات الليثيوم أيون السائبة على طائرات الركاب بسبب مخاطر نشوب حريق ، وبينما انتهت الأيام الخوالي السيئة لسامسونج 7 ، لا تزال معظم شركات الطيران تحمل تحذيرات من ارتفاع درجة حرارة بطاريات الليثيوم أيون على الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة اللوحية. أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
خلف مخاطر حريق الليثيوم
تعتبر الحرائق الحرارية المنبعثة من بطاريات الليثيوم طاردة للحرارة ، مما يعني أنها تولد الحرارة الخاصة بها وتطلقها خارج حدودها ، مما يجعل إخمادها صعبًا للغاية.
كما واجهت نفس الخلايا مشاكل في مرافق تخزين الطاقة.
في (أغسطس) ، اشتعلت النيران في حزمة تسلا الضخمة 300 ميجاوات – وهي مجموعة من خلايا أيونات الليثيوم لدعم شبكة الطاقة – في ولاية فيكتوريا الأسترالية قبل أن يتم تشغيلها على الإنترنت. احترق لمدة ثلاثة أيام لأن لا أحد يعرف كيف يطفئها. تُستخدم الخلايا المستخدمة في العبوة الضخمة أيضًا في سيارات Tesla.
ألقى حريق في عبوة ضخمة لبطاريات الليثيوم أيون الداعمة للشبكات في ولاية أريزونا رجال الإطفاء على بعد أكثر من 65 قدمًا من الحاوية الخاصة بها في عام 2019. وكان هناك حريق آخر في بكين في أبريل من هذا العام احتاج إلى 235 رجل إطفاء لإخماده ؛ قتل اثنان منهم.
أصبحت حرائق بطاريات الليثيوم أيون أكثر تواترًا – مصدر قلق كبير مع نمو صناعة السيارات الكهربائية ووضع السائقين مباشرة على رأس مجموعات البطاريات هذه في سياراتهم.
استدعت أودي وبورش وهيونداي وجنرال موتورز بالفعل السيارات بسبب مشاكل حريق الليثيوم في سياراتهم الكهربائية. يبدو أن تسلا تنفر من عمليات الاستدعاء ، فهي تطلبها فقط عندما تجبرها السلطات على ذلك ، كما هو الحال في الصين في وقت سابق من هذا العام.
لماذا تختلف بطارية الجرافين ألومنيوم – أيون؟
تختلف خلايا أيون الألومنيوم المصنوعة من الجرافين من GMG عن غيرها من كيميائيات أيون الألومنيوم باستخدام الجرافين المتولد عن طريق البلازما. الجرافين عبارة عن لوح بسمك ذرة واحدة من ذرات الكربون في شبكة سداسية الشكل.
أظهر الاختبار المستقل الذي أجرته جامعة ستانفورد أن كيمياء GMG لديها ثلاثة أضعاف كثافة الطاقة للخلية التالية الأفضل. كما أنها تستخدم تقنية النانو لإدخال ذرات الألومنيوم داخل ثقوب صغيرة في طائرات الجرافين.
لا تحتاج خلايا البطارية إلى مواد أرضية نادرة ، وستكون عبواتها أخف من بطاريات الليثيوم أيون لأنها لن تتطلب نفس أنظمة التبريد الضخمة ، والتي يمكن أن تشكل حوالي 176 رطلاً من حزمة بطارية ليثيوم أيون بقوة 100 كيلو وات في الساعة.
“لقد حدث تحول الطاقة بالفعل ولن يتوقف عند الليثيوم. قال كريج نيكول ، الرئيس التنفيذي لشركة GMG ، “علينا فقط اللحاق به. “لا تستطيع بعض خلايا الليثيوم أيون أن تعمل أكثر من 1.5 إلى 2 أمبير أو يمكنك تفجير البطارية ، لكن تقنيتنا ليس لها حد نظري للمضخم.”
تبلغ كثافة طاقة الليثيوم أيون الآن حوالي 0.7 كيلو واط في الساعة لكل لتر ، وتزعم شركة جي إم جي أن عبوتها الأولى ستتخطى عتبة 1 كيلو واط في الساعة لكل لتر.
قال نيكول: “نحن نجلس في 3000 دورة شحن وتفريغ بأعلى معدل شحن حالي في الوقت الحالي”. “معدل [الشحن] أعلى بنحو 300 مرة مما أنت عليه.
