ابرخازن‌ها، آینده خودروهای برقی را تغییر می‌دهند
ایده استفاده از برق برای حرکت خودروها به اولین سال‌های ساخت درشکه‌های بدون اسب بر‌می‌گردد، اما سازنده‌های آن خودروهای ابتدایی با چالش ذخیره برق مواجه شدند و به سمت استفاده از موتورهای بنزینی و موتورهای احتراق درونی روی آوردند. این موتورها به‌صورت مکانیکی قدرت لازم را ایجاد می‌کردند و هزینه سوخت و ساخت موتورها اقتصادی تر از باتری‌های غیر قابل شارژ و سنگین وزن بود و به سرعت رشد و توسعه یافت. چالش مهم خودرو سازان در دنیای ماشین‌های بی سر و صدای برقی یافتن راهی برای ذخیره بیشتر برق برای طی کردن مسافت بیشتر با یک بار شارژ هست.
ایده استفاده از برق برای حرکت خودروها به اولین سال‌های ساخت درشکه‌های بدون اسب بر‌می‌گردد، اما سازنده‌های آن خودروهای ابتدایی با چالش ذخیره برق مواجه شدند و به سمت استفاده از موتورهای بنزینی و موتورهای احتراق درونی روی آوردند. این موتورها به‌صورت مکانیکی قدرت لازم را ایجاد می‌کردند و هزینه سوخت و ساخت موتورها اقتصادی تر از باتری‌های غیر قابل شارژ و سنگین وزن بود و به سرعت رشد و توسعه یافت. چالش مهم خودرو سازان در دنیای ماشین‌های بی سر و صدای برقی یافتن راهی برای ذخیره بیشتر برق برای طی کردن مسافت بیشتر با یک بار شارژ هست. از چند دهه گذشته تا امروز انواع مختلفی از باتری‌ها در خودروهای برقی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و سیر تحول خود را تا به امروز طی کرده‌اند و به حدی از توان رسیده‌اند که می‌توانند یک سدان اسپرت را با یک بار شارژ ۴۵۰ کیلومتر حرکت دهند.
باتری‌های لیتیوم یونی در بسیاری از خودروهای برقی امروزی استفاده می‌شوند و روند پیشرفت فناوری در تولید و ساخت آنها قابل توجه بوده است. با معرفی خودروهای برقی باتری‌سازی هم متحول شده است و پک‌هایی که امروز در مدل‌های مختلف استفاده می‌شوند برق عظیمی را در خود ذخیره می‌کنند. محققان راه‌های زیادی را برای افزایش توان باتری‌ها امتحان کرده‌اند و در برخی مدل‌ها ژنراتورها برق مورد نیاز برای شارژ باتری‌ها را در حال حرکت فراهم می‌کنند و در برخی نیز هیدروژن مایع و سایر روش‌ها اما محققان به ظرفیت بالای ابرخازن‌ها پی برده‌اند که به جهت توان بالایی که ذخیره برق دارند بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. ابرخازن‌ها بر عکس باتری‌ها می‌توانند سریع شارژ را در خود ذخیره کنند و سرعت بالاتری در جذب انرژی الکتریسیته دارند. دنیای خودروهای برقی با یک اختراع در ذخیره انرژی می‌تواند بسیار دگرگون شود و شاید ابرخازن‌ها یکی از راه حل‌هایی باشد که ممکن است نقطه تحول در دنیای ماشین‌های سبز باشد.
ابرخازن‌ها در مواجهه با بار الکتریکی همانند یک اسفنج عمل می‌کنند و تمام این فعل و انفعالات در سطح نانو در نوع کمیابی از کربن صورت می‌گیرد. طول عمر ابرخازن‌ها را تا ۱۰ هزار بار شارژ و دشارژ در نظر می‌گیرند که بسیار قابل توجه است. مهم‌ترین ویژگی این فناوری جدید سرعت بالا در جذب بار الکتریکی است که می‌تواند زمان شارژ شدن باتری‌ها را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد. ابر خازن‌ها همانند باتری‌های مرسوم و موجود در بازار بار الکتریکی را در خود ذخیره می‌کنند. باطری‌ها این کار را از طریق واکنش های شیمیایی بین الکترودهای فلزی و مایع الکترولیت انجام می‌دهند. از آنجا که این مواد شیمیایی برای واکنش به زمان احتیاج دارند، عملیات ذخیره سازی و آزادسازی انرژی تقریبا کند انجام می‌شود. این خاصیت ابرخازن‌ها باعث شده است تا در دستگاه‌های مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند اما برای اینکه به درون یک خودروی برقی راه پیدا کنند، توان ذخیره زیادی نداشته‌اند و ۲۰ برابر کمتر از باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند انرژی را در خود ذخیره کنند، اما در تحقیقات اخیر مواد کربنی خاصی مورد استفاده قرار گرفته‌اند که می‌توانند به شکل یک باتری عمل کنند و انرژی مورد نیاز را فراهم آورند در غیر این صورت برای خودروی تسلا مدل S باید یک تریلی در پشت خودرو قرار داد تا ۱۰۰ کیلووات برقی مورد نیازش را فراهم کند.
همزمان در برخی از دانشگاه‌ها تحقیق روی ابرخازن‌ها به نتایج قابل توجهی ختم شده است که می‌توان به تحقیقات انجام شده در دانشگاه بریستول و ساری واقع در انگلیس اشاره کرد که با ایجاد تغییر در الکترولیت و استفاده از پوششی شبیه به پلاستیک و پلیمری ظرفیت آنها را افزایش داده‌اند. انتخاب بین مسافت بیشتر یا زمان شارژ کمتر انتخاب سختی نیست و افراد ترجیح می‌دهند که شارژ مورد نیاز خود را در زمان کمتر دریافت کنند تا اینکه مسافت بیشتری را طی کنند. برای مثال به جای طی کردن ۵۰۰ کیلومتر با ۸ ساعت شارژ می‌توان ۲۵۰ کیلومتر را تنها با چند دقیقه شارژ کردن طی کرد که این انتخاب جذاب تر است. پیش بینی می‌شود زمان شارژ در ابرخازن‌های آینده که در خودروهای برقی ممکن است استفاده شوند تا ۲ دقیقه کاهش یابد که این موضوع بسیار قابل توجه است و موضوعی انقلابی در ساخت و ترویج خودروهای برقی خواهد بود. البته موضوعی که اهمیت دارد این است که هزینه این فناوری هم به‌گونه‌ای باشد که بتواند به خودروهای قشر متوسط جامعه هم وارد شود که پیش بینی در این رابطه نمی‌توان داشت اما روند علم و فناوری ثابت کرده است که گران‌ترین فناوری‌ها نیز سرانجام روزی به مرحله تولید تجاری می‌رسند.
ارسال نظر