البحث عن البطارية الخضراء.

البحث عن البطارية الخضراء.

AUTOMOTIVE.AT: يتم حاليًا تطوير وإنتاج معظم بطاريات السيارات الكهربائية في آسيا. هل تستطيع أوروبا مواكبة وتيرة الابتكار في الشرق الأقصى؟

بوشيدار جانيف: في الواقع، لا تزال صناعة السيارات الأوروبية تعتمد بشكل كبير على الواردات من آسيا لبطاريات السيارات. لذلك يريد الاتحاد الأوروبي إنشاء إنتاج بطاريات خاص به يجمع بين الأداء والاستدامة والحفاظ على الموارد بروح الصفقة الخضراء. ستكون هذه البطاريات ذات أهمية خاصة للشركات المصنعة التي ترغب في الإعلان عن سياراتها ليس فقط من حيث الأداء والمدى، ولكن أيضًا من حيث الصداقة البيئية والمناخية واستخدام بطارية مناسبة قدر الإمكان للسياق الأوروبي. تشمل الرؤية المستهدفة ما يلي: بطارية مصنعة في أوروبا، بأعلى نسبة ممكنة من الطاقة المتجددة / الشفافية فيما يتعلق بتكوين المواد وأصلها / تقليل المواد الخام الحيوية إلى الحد الأدنى / الأداء الجيد في الحياة "الأولى"، أي عند استخدامها في مركبة أو طائرة / إمكانية الاستخدام اللاحق في الحياة "الثانية"، على سبيل المثال كتخزين ثابت. وأخيرًا وليس آخرًا، هناك إمكانية إعادة التدوير المؤكدة عندما تصل البطارية أخيرًا إلى نهاية عمرها الافتراضي.

ما الذي يمكن أن يساهم به مشروع HighSpin في AIT في هذا؟

يتكون اتحاد HighSpin، بقيادة AIT، من 13 شريكًا من ثماني دول أوروبية. أدركت مفوضية الاتحاد الأوروبي الحاجة إلى إنتاج مستدام للبطاريات في وقت مبكر من عام 2017. وبالتالي فإن الهدف من تطوير كيمياء الخلية المبتكرة هو استخدام مواد خام أقل أهمية وفي نفس الوقت تلبية مبادئ الاقتصاد الدائري. وقبل كل شيء، نريد استبدال المادة الخام الكوبالت، التي يتم استخراجها في ظل ظروف غير إنسانية وضارة بالبيئة، وخاصة في الكونغو، بمواد خام أقل أهمية. في مشروع HighSpin، نقوم أيضًا باختبار عمليتين مختلفتين لإعادة التدوير يمكن استخدامهما لاستخراج معادن عالية الجودة من الخلايا المستخدمة لإنتاج خلايا جديدة.

ما هي السمات الخاصة لهذه الكيمياء الخلية؟

نحن نعمل حاليًا على تطوير أنود مصنوع من السيليكون/الجرافيت وكاثود مصنوع من أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز. يجب أن تحقق خلية البطارية المبتكرة أكبر عدد ممكن من دورات الشحن وفي نفس الوقت تكون مناسبة لتطبيقات الحياة الثانية وإعادة التدوير بكفاءة. وينصب التركيز أيضًا على قابلية التوسع في إنتاج الخلايا، لأن النماذج الأولية التي تم تطويرها في المختبر يجب أن تكون قادرة على الإنتاج بكميات كبيرة صناعيًا بأقل جهد ممكن.

ما هي كثافة الطاقة وعمر الخدمة الذي ستتمتع به أجهزة تخزين الطاقة "الخضراء" التي تم تطويرها في High Spin؟

هدفنا الرئيسي هو تحقيق خلية ذات كثافة طاقة تبلغ 390 وات ساعة/كجم وعمر افتراضي لا يقل عن 2000 دورة شحن. ينصب تركيز عملنا البحثي على تطوير المواد والتنسيق الأمثل للأقطاب الكهربائية والكهارل المصنوعة منها. بالنسبة للأقطاب الكهربائية، نقوم بالبحث عن هياكل طلاء ثلاثية الأبعاد مبتكرة لزيادة كثافة الطاقة. نقوم بعد ذلك بتحسين بنية الخلايا التي تم تطويرها بهذه الطريقة لتتوافق مع المتطلبات الخاصة بالمركبات والطائرات واختبارها في العروض التوضيحية للوحدات.

ما هو مقدار الجهد الذي سيستغرقه إنتاج هذه الخلايا على نطاق صناعي؟ هل سيتعين بناء مصانع بطاريات جديدة لهذا الغرض؟  

إحدى مزايا خلايا بطارية الجيل الثالث هذه هي استخدام الإلكتروليتات السائلة - وبالتالي يمكن استخدام مرافق الإنتاج الحالية. في المقابل، يجب أولاً تطوير عمليات إنتاج وأنظمة تصنيع جديدة للجيل الرابع من بطاريات الحالة الصلبة، والتي يتم بحثها حاليًا في جميع أنحاء العالم. ومن المؤكد أن هذه التكنولوجيا المستقبلية ستفوز بالسباق على المدى المتوسط ​​إلى الطويل، ولكن من المحتمل أن يستغرق الأمر سنوات عديدة للوصول إلى هناك. وفي الوقت نفسه، ستكون البطاريات ذات الإلكتروليتات السائلة التي تم تطويرها في مشروع HighSpin قادرة على تقديم مساهمة قيمة في استدامة التنقل الكهربائي.

متى ستكون البطاريات "الخضراء" جاهزة للإنتاج المتسلسل؟

سيستمر مشروعنا البحثي حتى منتصف عام 2026. سيتم بعد ذلك اختبار كيمياء الخلية التي طورتها شركة HighSpin في ظل ظروف واقعية وستكون متاحة للصناعة. يؤدي هذا إلى تطوير البطاريات بشكل أكبر وتكييف سلاسل التوريد ومرافق الإنتاج الخاصة بها. اعتمادًا على توفر المواد الخام، أقدر أنه سيتم تحقيق الإنتاج المتسلسل اعتبارًا من عام 2028 للمركبات ومن عام 2030 للطائرات.