اختراع تازه صنعت باتری؛ لیتیوم یون درون محفظه چوبی!
وسایل نقلیه برقی در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته‌اند اما همچنان چند چالش مهم در طراحی آن‌ها باقی مانده است. یکی از اصلی‌ترین چالش‌ها، بهبود بسته‌های باتری به شکل ایمن و پایدار برای دوام بلندمدت و صرفه‌جویی در هزینه تولید به شمار می‌رود.
ایمنی باتری خودروها مسئله‌ای مهم به شمار می‌رود؛ حتما شما هم تصاویر و ویدئوهای خودروهای برقی درحال آتش‌گرفتن را دیده‌اید که به‌خاطر مشکل باتری به این سرنوشت ناگوار دچار شده و به‌طور کامل سوخته‌اند. بنابراین اگر کسی به شما بگوید یک محفظه انقلابی برای باتری طراحی کرده که از چوب ساخته شده، احتمالا فکر می‌کنید نفت روی آتش ریخته و قصد ضربه‌زدن به مالکان را دارد!
برخلاف تصور، اینگونه نیست! پژوهشگران معتقدند وقتی صحبت از محفظه‌های باتری خودروهای برقی می‌شود، چوب می‌تواند ماده‌ای مناسب برای حفظ ایمنی باتری و کمک به محیط‌زیست باشد. یک مطالعه در «دانشگاه پلی‌تکینک گراتس» اتریش عملکرد یک محفظه باتری متداول ساخته‌شده با تیرهای آلومینیومی را با سه نمونه ترکیبی چوب-فولاد مقایسه کرده است. هدف این تیم بررسی این بوده تا امکان ساخت محفظه‌ای بادوام و سازگارتر با محیط‌زیست را بررسی کنند.
ضرر زیست محیطی کمتر؛ عملکرد بهتر
در ساختار این پوشش‌های چوبی، تیرهای ترکیبی دارای هسته‌ای از چوب پایدار توس، صنوبر یا پالونیا هستند که با لایه‌ای نازک و سبک از فولاد پوشیده خواهند شد. این طراحی، ردپای زیست‌محیطی بسیار کوچک‌تری نسبت به آلومینیوم دارد؛ چراکه برخلاف تولید آلومینیوم انرژی کمتری مصرف می‌کند. پژوهشگران این پروژه دانشگاهی نتایج دیگری را هم دریافت کردند که برایشان شگفت‌آور بود.
در یک تست بحرانی برخورد نقطه‌ای، جایی که یک خودرو یا قطعه با سرعت بالا به یک مانع فولادی دایره‌ای شکل کوبیده می‌شود، محفظه‌های چوبی-ترکیبی مجموعه استارتاپی «Bio!Lib» در دریافت ضربه مانند نمونه‌های آلومینیومی موجود در یک تسلا مدل S عمل کردند. دلیل این عملکرد، ساختار سلولی متخلخل چوب است که به آن کمک می‌کند مقدار زیادی انرژی را جذب کند.
نسخه‌های ترکیبی فولاد-صنوبر و فولاد-توس تا در مقایسه با آلومینیوم ساده و فوق‌مقاوم صنعتی به‌ترتیب بیش از ۹۸ و 76 درصد از انرژی ضربه را به خود جذب کردند. هر سه نسخه تست‌شده چوبی همچنین مقاومت بالایی در برابر خم‌شدن نشان دادند.
ماده آلی مقاوم در برابر آتش
با اضافه‌کردن چوب‌پنبه، یکی دیگر از مواد تجدیدپذیر، رهبر گروه تحقیقاتی دانشگاه گراتس، «فلوریان فایست»، توانست محفظه چوبی را در برابر حرارت آتش هم مقاومت کند. در این آزمایش، دمای سمت مقابل شعله در این محفظه‌ها ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد کمتر از محفظه آلومینیومی تسلا بود که عملکرد مثبت کامپوزیت چوبی را نشان می‌دهد. فایست درباره آزمایش خود توضیح می‌دهد:
وقتی چوب‌پنبه در معرض دماهای بسیار بالا قرار می‌گیرد، سطح آن زغال می‌شود. این فرآیند کربنی‌شدن باعث کاهش شدید رسانایی حرارتی – که از ابتدا هم نسبتا پایین است – شده و از ساختارهای پشت آن محافظت می‌کند.
با گذر زمان و افزایش استفاده از خودروهای برقی، روشن شده که تاثیرات زیست‌محیطی این وسایل‌نقلیه تنها محدود به حذف آلایندگی اگزوز نیست و صنعت‌گران برای پاکسازی روش‌های حصول مواد اولیه ساخت خودروها و تامین انرژی آن‌ها هم برنامه دارند. هرچند استفاده از پوشش باتری چوبی غیرمعمول به نظر می‌رسد، اما تحقیقات اینچنینی نشان می‌دهد که انتخاب هوشمندانه مواد می‌تواند به اعتلای خودروهای برقی کمک کند تا بهتر به وعده انرژی پاک خود برسند. نظر شما درباره این فناوری تازه چیست؟ آیا چنین طرحی شانس ورود به بازار تولیدانبوه را دارد؟