זו הסיבה שמכוניות חשמליות הופכות למסוכנות בחורף

כאשר גלי הקור החורפיים מגיעים, בעלי מכוניות חשמליות עשויים למצוא את עצמם מתמודדים עם אתגרים בלתי צפויים. האשם? סוללות הליתיום-יון, שעליהן מבוססים הרכבים הללו. נעזרנו ב-ChatGPT כדי להסביר כיצד הסוללות הללו, שמפעילות הכל מסמארטפונים ועד מכוניות, הופכות לאמינות הרבה פחות כאשר קווי הכספית במדי הטמפרטורה צונחים, על פי תוצאות מחקר של ד"ר ווסלי צ'אנג, פרופסור להנדסת מכונות המוביל את קבוצת מחקר הסוללות באוניברסיטת דרקסל בפנסילבניה.

סוללות ליתיום-יון פועלות באמצעות תהליך אלקטרוכימי מורכב, שמעביר יונים בין אלקטרודות כדי לאגור ולפרוק אנרגיה. תהליך זה, למרות שהוא יעיל בתנאים ממוצעים, נפגע משמעותית במזג אוויר קר יותר. טמפרטורות נמוכות גורמות לאלקטרוליט של הסוללה - החומר הנוזלי המכיל את היונים - להתעבות ולזרום באיטיות, מה שמוביל לתנועה איטית יותר של יוני ליתיום. הדבר פוגע לא רק ביכולת הטעינה של הסוללה, אלא גם עלול לגרום לשקיעת ליתיום על פני האלקטרודה, שיכול ליצור קצר חשמלי פנימי, ובתרחישים קשים - שריפה.

בשנים האחרונות נרשמה עלייה בשימוש בכלי רכב חשמליים, כאשר בישראל הסתיימה השנה האחרונה בהובלה של החברות BYD, ג'ילי וטסלה. במקביל, נרשמה עלייה במקרים של שריפות כתוצאה מהם. בניו-יורק, למשל, מספר שריפות סוללות האופניים החשמליים זינק מ-30 לכמעט 300 בחמש השנים האחרונות. אותו דבר עלול לקרות - וככל הנראה קורה - עם סוללות רכבים, וכמה יצרניות כבר יצאו באזהרות שלא להחנות רכבים בחניות סגורות הצמודות לבתים בחורף.

התמודדות עם אתגרי מזג האוויר הקר נמצאת בחזית מחקר הסוללות. החידושים הנבדקים כוללים אלקטרוליטים חלופיים שאינם מתעבים בקור, ומנגנוני חימום עבור סוללות לפני טעינה, כדי לשמור על טמפרטורות אופטימליות. מעבר לליתיום-יון, החוקרים מנסים לפתח סוגים חדשים, יעילים ובטוחים יותר של סוללות במצב מוצק, ללא נוזלים שמרקמם משתנה לפי הטמפרטורה, והרכבים חלופיים כמו נתרן-יון.

חברות כמו טסלה נמצאות כיום במירוץ לדחיפת השימוש באנרגיה ירוקה תוך כדי שיפור מתמיד שלה, כדי להתמודד עם החסרונות הנוכחיים שלה מול מקורות אנרגיה מזהמים יותר. ההתקדמות בתחום זה איננה רק בשיפור מרחק הנסיעה לכל טעינה, אלא בהבטחת הבטיחות והאמינות של כלי רכב חשמליים עבור צרכנים ברחבי העולם, ללא קשר למזג האוויר בחוץ.