סוללה פורצת דרך
חוקרים מאוניברסיטת צ'אלמרס (Chalmers University of Technology) שבשוודיה פיתחו סוללה מבנית פורצת דרך המשלבת אגירת אנרגיה עם תכונות מכניות של חומר נושא עומס. מדובר בהתקדמות ממשית בתחום הסוללות המבניות, עם השלכות פוטנציאליות מהפכניות על משקל, ביצועים וצריכת אנרגיה במכוניות, במחשבים, בכלי טיס ואפילו בטלפונים ניידים.
שילוב חסר תקדים של קשיחות ואנרגיה
החוקרת רישה צ'אודהרי (Risha Chaudhury), מחברת המאמר שפורסם בכתב העת Advanced Materials, מסבירה כי הסוללה עשויה מחומר מרוכב מסיבי פחמן, בעלת קשיחות דומה לאלומיניום, אך גם בעלת צפיפות אנרגיה מספקת לשימוש מסחרי. הסוללה החדשה מתפקדת כמו שלד אנושי: תומכת במבנה וגם מאחסנת אנרגיה.
לסוללה יש כיום צפיפות אנרגיה של 30 ואט־שעה לקילוגרם (Wh/kg). אמנם הכמות עדיין נמוכה מזו של הסוללות הסטנדרטיות, אך היתרון שלה בכך שהיא חלק מהמבנה עצמו. לפיכך נחסך משקל רב ונדרשת פחות אנרגיה להפעלת הכלי. לפי חישובי הצוות, מכונית חשמלית הבנויה מחומרים כאלה תוכל להגדיל את טווח הנסיעה שלה עד 70% לעומת רכב מקביל במשקל מלא.
חומר קל, בטיחות גבוהה
בתחום התחבורה, עמידות מבנית היא קריטית. החוקרים מדווחים כי הגדילו את מודול האלסטיות של הסוללה, שהוא מדד קריטי לקשיחות, מ־25 ל־70 ג'יגה־פסקל (GPa), מה שמציב אותה ברמה דומה לאלומיניום מבחינת נשיאת עומסים, אך במשקל נמוך בהרבה. המשמעות: אפשר לבנות שלדות רכב או גוף של כלי טיס מסוללות מבניות בלי להתפשר על בטיחות.
בד בבד עם המשך המחקר, החוקרים הקימו את חברת סינונוס (Sinonus AB), חברה בת של אוניברסיטת צ'אלמרס, שתפעל לקידום מסחור הטכנולוגיה. עם זאת הדרך לשימוש נרחב עדיין ארוכה: צריך להתאים לייצור תעשייתי ובהשקעות גדולות, בעיקר לשימושים כבדים כגון כלי רכב או תעופה. סביר להניח שיישומים ראשוניים יופיעו דווקא במכשירים קלים כגון טלפונים דקיקים במיוחד או מחשבים ניידים קלי משקל.
סוללה שהיא חלק מהמכשיר
הטכנולוגיה מבוססת על חומר מרוכב שבו סיבי הפחמן משמשים הן כאנודה והן כקתודה. הסיבים משמשים הן כמוליכים חשמליים, הן כחומר פעיל והן כמרכיב מבני, ובכך חוסכים ברכיבים כגון נחושת או אלומיניום ומפחיתים עוד יותר את המשקל. מבנה האלקטרוליט החצי מוצק של הסוללה מפחית את הסיכון לבעירה, מה שמעלה את רמת הבטיחות.
אם הפיתוח יתקדם בקצב הנוכחי, סוללות מבניות עשויות לשנות את כללי המשחק לא רק בתחבורה חשמלית אלא גם בעולמות המחשוב, האלקטרוניקה הצרכנית והביטחונית.
