2010 טכנולוגיה חדשנית: סוללות ליתיום

לאחר עשרות שנים של מחקר ושימוש ממושך להפעלת הטלפונים הסלולריים, המחשבים הניידים שלנו וכלי חשמל שונים, סוללות ליתיום-יון (Li-Ion), החלו לשמש בטכנולוגיה של מכוניות חשמליות, והפכו לאבן דרך משמעותית בדרך להחלפת נפט בכלי רכב.

על פי מדענים ומומחים, סוללות ליתיום-יון קיבלו את המקום הראשון בהקמת הפרס לתואר "טכנולוגיה חדשנית משנת 2010".

בשנים האחרונות מכוניות היברידיות חשמליות החלו לעקוב בהדרגה דגמי בנזין מהשוק הבינלאומי, הם קיבלו את עמדתם המועילה בגלל בטיחותן של טכנולוגיות הכרוכות בפליטה מינימלית של גזי פליטה מזיקים לאווירה.

הזמן עוד לא נשכח בו הודחו דוגמניות כמו טסלה רודסטר ומיני E כדבר מטופש שאינו ראוי לתשומת לב. כעת משווים טכנולוגיות חדשות בפיתוח דגמי מכוניות חשמליות כמו שברולט וולט, פיסקר קארמה וניסן ליף ואפילו כמעט התפללו כמו אייקונים. אולי בסדרה המבטיחה הזו כדאי להזכיר את הגרסה ההיברידית של מרצדס-בנץ. כל הרכבים הללו מצוידים בסוללות ליתיום-יון ומהווים חלוצים במהפכת הרכב.

נכון לעכשיו, ממשלת מדינות רבות תומכת בתנועה זו, המועילה לכל האנשים עלי אדמות, ומציעה תמריצי מס מעולים לפיתוחים חדשים וייצור כלי רכב חשמליים לייצור המוני. לדוגמה, ממשל נשיא ארה"ב אובמה היה בין המנהיגים לתמיכה בתוכנית חדשנית זו, אליה מצטרפות מדינות נוספות מדי יום.

כבר כיום מרבית חברות הרכב משתמשות במוצרי אלקטרוניקה חדשניים בדגמים ההיברידיים החדשים שלהן סוללות ליתיום יון קומפקטית וקלה משמעותית יותר מאשר סוללות אנלוגיות של NiMH. צריך רק להביא כבל נוסף לבתיהם של המשתמשים, וניתן להגדיר סוללות כאלה לטעון למשך הלילה ישירות בבנייני מגורים ודירות.

אבל, כמו שקורה ביישום של כל טכנולוגיה חדשה, בשימוש בסוללות ליתיום-יון יש גם כמה שכבות-על וחסרונות, אותם מפתחים מנסים לחסל בזמן הקצר ביותר.

לדוגמא, כולנו זוכרים כיצד מחשבים ניידים ראשונים היו נתונים לבעירה ספונטנית כתוצאה ממעגל קצר בגלל חום מופרז ומיליוני אנשים נאלצו להחזיר סחורה למחסנים כדי לחסל פגמים.

למרות שסוללות ליתיום-יון עברו שנים רבות של בדיקות בתחומי יישום שונים, מדענים אינם יכולים לתת תשובה ברורה על מידת עמידותן של סוללות כאלה.

בעתיד הקרוב מצברים עם מצברים חדשים לא יהפכו זולים יותר, אפשר רק לחלום על זה בעוד חמש עד שש שנים, וזה במקרה הטוב, והאם תקופת האחריות בדגמים חדשים של מכוניות היברידיות תהיה כל כך ארוכה אינה ידועה. לדוגמה, כדי להחליף את סוללת הליתיום-יון עבור ה- Chevy Volt, שפותחה על ידי ג'נרל מוטורס, אתה צריך לשלם כ 10,000 $.

כידוע בספר הלימוד לכימיה בבית הספר, ליתיום הוא מתכת אלקלית תגובית ביותר, והיא ממוקמת במיקום השלישי של הטבלה המחזורית. המתכת הקלה להפליא הכסף לבן יש מצב יציב בטמפרטורת החדר. כדי להשתמש בו בסוללה, עליך לשחרר אלקטרון חיצוני באמצעות ביקוע אטומי.

מייקל וויטטינגהם, פרופסור מאוניברסיטת בינגהמפטון, זיהה לראשונה את הפוטנציאל של סוללות ליתיום-יון בשנות השבעים. ורק בשנת 1991, ג'ון גדנאו עשה פריצת דרך עם הטכנולוגיות הללו, יישם אותן, עובד בצוות פיתוח של סוני.

עשרות עסקים ברחבי העולם נפתחים כעת להשקת ייצור המוני של סוללות ליתיום-יון לשימוש בתעשיית הרכב. אינספור מעבדות פועלות להגברת היעילות של טכנולוגיה חדשנית זו ולהפחתת עלותה לשימוש המוני.

Comments

[#1]

במאמר אין דבר אומר כי PRC היא למעשה הספק היחיד של מתכות נדירות בעולם. היו דיווחים בעיתונות כי הסינים אינם מוכנים מאוד למכור את המאובנים שלהם. ואפילו זה הגיע להתדיינות משפטית בין הספקים היפנים והסינים. אנו גם לומדים כמה קילו הליתיום הסיני.