رغم أن نيسان تمر بمرحلة دقيقة وتسعى لإعادة التوازن إلى أعمالها عالميًا، فإن ذلك لم يمنع مهندسيها من العمل على تقنيات قد تغيّر مستقبل السيارات الكهربائية. فقد سجلت الشركة اليابانية براءتي اختراع جديدتين تكشفان عن طريقة متقدمة لتطوير بطاريات ليثيوم-أوكسجين، وأسلوب مبتكر في تصميم القطب الموجب داخل الخلايا.
الوثيقتان، اللتان كشف عنهما موقع CarBuzz، تعترفان بما يعرفه الجميع في صناعة السيارات: بطاريات الليثيوم-أيون التقليدية وصلت إلى حدودها القصوى. فشركات التكنولوجيا والمصنعون حول العالم ينفقون المليارات لتطوير خلايا جديدة توفر كثافة طاقة أعلى، وتكلفة أقل، واعتمادًا أقل على المواد النادرة. لكن يبدو أن نيسان وجدت طريقًا واعدًا لتجاوز تلك العقبات.
خطوة تتجاوز البطاريات الصلبة
تعمل نيسان منذ سنوات على تطوير بطاريات الحالة الصلبة، مع خطط لإطلاقها في السوق بحلول عام 2029. غير أن مهندسيها يذهبون أبعد من ذلك، حيث يدرسون إمكانيات بطاريات الليثيوم-هواء (أو الليثيوم-أوكسجين) — وهي تقنية توصف منذ سنوات بأنها التقنية الأهم في عالم الطاقة، نظرًا لقدرتها النظرية على تخزين طاقة تزيد عشر مرات عن بطاريات الليثيوم-أيون الحالية.
لكن المشكلة أن هذا النوع من البطاريات كان دائمًا غير مستقر وسريع التدهور، إذ يفقد جزءًا كبيرًا من طاقته على شكل حرارة ويتراجع أداؤه بسرعة بعد عدد محدود من دورات الشحن. إلا أن براءتي نيسان الجديدتين توحيان بأن مهندسيها وجدوا حلاً لهذه المعضلات.
البراءة الأولى: خلية مغلقة أكثر كفاءة واستقرارًا
تصف البراءة الأولى بطارية ليثيوم-أوكسجين مغلقة بالكامل، وهو ما يعالج إحدى أكبر مشكلات التصاميم السابقة التي كانت تتعرض للرطوبة والهواء الخارجي. وتعتمد البطارية الجديدة على قطب مصنوع من أكسيد الليثيوم ومادة محفزة وبوليمر هلامي يتم تطبيقها على سطح المجمع والإلكترولايت. هذا التصميم المغلق يقلل من الفاقد الحراري ويمنح البطارية أداءً أكثر ثباتًا وعمرًا أطول.
البراءة الثانية: القضاء على مشكلة الأوكسجين الزائد
البراءة الثانية تتناول مشكلة تكوّن غاز الأوكسجين داخل الخلايا أثناء الشحن. إذ ينتج عن شحن الخلية إلى أقصى سعتها النظرية كمية كبيرة من الغاز، مما يؤدي إلى انخفاض دائم في قدرتها. ولحل ذلك، تقترح نيسان طلاء الأقطاب بطبقة من بوليمر متشعب يساعد في الحد من انبعاث الغاز، مما يسمح للبطارية بالشحن إلى أقرب نقطة من سعتها النظرية الكاملة.
ويتكون هذا الطلاء من مجموعة من البوليمرات مثل PPO وPAN وPVdF-HFP وPMMA وSBR، المعروفة بمرونتها وقدرتها على توصيل الإلكترونات. وعلى الرغم من أن الآلية الدقيقة لعملها لم تُفهم بالكامل بعد، إلا أن فريق نيسان يعتقد أن هذه الطبقة تحبس غاز الأوكسجين داخل الخلية وتمنعه من التفاعل مجددًا، مما يطيل عمر البطارية ويحافظ على كفاءتها.
نحو جيل جديد من البطاريات
لا يزال الطريق طويلاً قبل دخول هذه التقنية مرحلة الإنتاج، لكن براءتي الاختراع تؤكدان أن نيسان تعمل بجد على حل أكثر التحديات تعقيدًا في عالم تخزين الطاقة. وحتى إن لم تصل هذه البطاريات إلى الأسواق قريبًا، فإن المعرفة المكتسبة منها ستقود حتمًا إلى بطاريات أطول عمرًا وأكثر كفاءة وكثافة في الطاقة.
ورغم التحديات التي تواجهها الشركة، تثبت نيسان أنها ما زالت متمسكة بروح الابتكار، وتسعى بقوة لتكون ضمن رواد الجيل الجديد من السيارات الكهربائية عالية الأداء.