Ερευνητές στις ΗΠΑ έχουν εξελίξει μία νέα τεχνολογία που επιταχύνει τη φόρτιση έως και πέντε φορές σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Στις περιοχές με ψύχος, η χαμηλή θερμοκρασία παραμένει ένας από τους βασικούς παράγοντες που περιορίζουν τη χρήση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων τον χειμώνα. Η μειωμένη αυτονομία και η αργή φόρτιση είναι δύο από τα πιο συχνά παράπονα των οδηγών, τα οποία αποθαρρύνουν πολλούς από την αγορά ενός εξηλεκτρισμένου μοντέλου. Ερευνητές του University of Michigan (U-M), με έδρα την Ann Arbor, εξελίσσουν τώρα μια τεχνολογία που θα μπορούσε να φέρει ουσιαστική βελτίωση.
Η λύση που προτείνει η ομάδα του καθηγητή Neil Dasgupta αφορά τη σημαντική επιτάχυνση της φόρτισης σε συνθήκες ψύχους. Όπως εξηγεί ο ίδιος, σήμερα η γρήγορη φόρτιση απαιτεί 30 έως 40 λεπτά υπό κανονικές συνθήκες, ενώ σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν ο χρόνος αυτός μπορεί να ξεπεράσει τη μία ώρα. Ο λόγος είναι η μειωμένη χημική κινητικότητα των ιόντων λιθίου μέσα στα στοιχεία της μπαταρίας, κάτι που δυσκολεύει τη φόρτιση και περιορίζει την απόδοση.
Για να αντιμετωπίσει αυτό το πρόβλημα, η ομάδα χάραξε με λέιζερ μικρό-διόδους 40 μm (μικρομέτρων) στο ανόδιο της μπαταρίας, ώστε να διευκολυνθεί η διείσδυση των ιόντων σε βάθος. Παράλληλα, προστέθηκε μία εξαιρετικά λεπτή επίστρωση από ανθρακικό βορικό λίθιο, πάχους μόλις 20 νm(νανομέτρων). Η επίστρωση αυτή αποτρέπει τον σχηματισμό μετάλλου λιθίου (το λεγόμενο lithium plating), ο οποίος προκαλεί απώλεια χωρητικότητας, αυξημένο κίνδυνο και μείωση του κύκλου ζωής της μπαταρίας.
Η τεχνολογία δείχνει ήδη θετικά αποτελέσματα: η φόρτιση στους -10 βαθμούς Κελσίου γίνεται έως και πέντε φορές ταχύτερα, ενώ η μπαταρία διατηρεί το 97% της αρχικής της χωρητικότητας ακόμη και μετά από 100 κύκλους γρήγορης φόρτισης.
Ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι ότι η επίστρωση εφαρμόζεται με τη μέθοδο Atomic Layer Deposition (ALD), μια διαδικασία ακριβείας που μπορεί να ενσωματωθεί χωρίς αλλαγές στις υπάρχουσες γραμμές παραγωγής. Το γεγονός αυτό διευκολύνει τη μετάβαση από το εργαστήριο στην εμπορική εκμετάλλευση, κάτι που ήδη επιχειρείται μέσω της νεοσύστατης εταιρείας Arbor Battery Innovations, στην οποία ο καθηγητής Dasgupta είναι τεχνικός διευθυντής.
Σύμφωνα με έρευνα της αμερικανικής λέσχης αυτοκινήτου AAA, το 63% των ερωτηθέντων δηλώνει ότι δεν θα αγόραζε ηλεκτρικό αυτοκίνητο, επικαλούμενο ακριβώς τη μείωση της αυτονομίας και την αργή φόρτιση το χειμώνα.
Η εξέλιξη αυτή από το University of Michigan δείχνει ότι η τεχνολογία των μπαταριών μπορεί να προσαρμοστεί καλύτερα στις πραγματικές συνθήκες χρήσης και να άρει κάποια από τα βασικά εμπόδια για την εξάπλωση της ηλεκτροκίνησης.
Το επόμενο βήμα είναι η πιστοποίηση και η ενσωμάτωση της τεχνολογίας σε εμπορικά διαθέσιμα μοντέλα, κάτι που θα μπορούσε να αλλάξει τα δεδομένα, ειδικά σε αγορές με ψυχρό κλίμα.
