هل سيتم استبدال خلايا الطاقة بخلايا الوقود الجديدة في صناعة السيارات؟
وفيما يتعلق باتجاهات التطوير، من المرجح أن تهيمن السيارات الكهربائية على السوق في السنوات العشرين إلى الثلاثين القادمة على الأرجح على السيارات الكهربائية، وتشمل حلول بطاريات الطاقة الحالية لمركبات الطاقة الجديدة خلايا الوقود وبطاريات أيونات الليثيوم. وبالمقارنة مع مركبات الوقود التقليدية، تتمتع مركبات الطاقة الكهربائية بمزايا كونها أكثر صداقة للبيئة وأكثر اقتصاداً وأسهل في الصيانة. إنه اتجاه حتمي أن تختفي مركبات الوقود تمامًا وسيتم تركيب مركبات الطاقة الجديدة في المستقبل، ويمكن أن يحدث التنجستن فرقًا كبيرًا في ثورة الطاقة هذه.
ومن المعروف أن معظم أنظمة إمداد الطاقة المستخدمة حاليًا في السيارات الكهربائية هي بطاريات الليثيوم أيون. ونظرًا لعمر الخدمة الطويل، ومعدل التفريغ الذاتي المنخفض، والقدرة العالية على تحمل الطاقة، ونسبة الطاقة، أصبحت بطارية الليثيوم أيون هي السائدة في السيارات الكهربائية الحالية التي تعمل بالطاقة الكهربائية. ومع ذلك، فإن تطوير بطاريات الليثيوم أيون يقترب من الحد الأقصى على المستوى الحالي للتكنولوجيا، بالإضافة إلى أن بطاريات الليثيوم أيون تتسم بضعف السلامة والتكلفة العالية ومخاطر الانفجار العالية، لذلك يمكن القول إن بطاريات الليثيوم أيون لن تلعب دورًا رائدًا في السوق المستقبلية لمركبات الطاقة الجديدة. ونتيجة لذلك، تعمل كل من شركتي Tesla و BYD، الشركة الأمريكية الرائدة في هذا المجال والنجم الصاعد في الصين، على وضع خطط جديدة لبطاريات الطاقة.
في الواقع، كان الخيار الأول والتطوير في البلدان الأوروبية والأمريكية هو خلايا الوقود منذ تطوير مركبات الطاقة الجديدة، ولم يتوقع معظمهم أن تصبح بطاريات الليثيوم أيون هي السائدة. ومع ذلك، فإن اتجاه التطوير المستقبلي لبطاريات الطاقة قد يعود إلى مدار خلايا الوقود مع تزايد وضوح عنق الزجاجة لبطاريات الليثيوم أيون. في الوقت الحاضر، تُعرف خلايا وقود المركبات ذات التكنولوجيا الأكثر نضجًا بمخطط خلايا وقود الهيدروجين ومخطط خلايا وقود الميثانول. فيما يتعلق بالسلسلة الصناعية بأكملها، فإن طاقة الهيدروجين وخلايا الوقود الأخرى تدفع وتعزز المستوى العام للصناعات ذات الصلة على مستوى أعلى من صناعة بطاريات أيونات الليثيوم.
وبالطبع، من الواضح أن مشكلة التكلفة في خلايا الوقود المبكرة هي أنه يجب استخدام معادن البلاتين كمحفزات. وغني عن القول إن البلاتين باهظ الثمن، كما أن البلاتين سام في عملية التحفيز، وهو ما يتعارض مع الهدف الأصلي للطاقة النظيفة. لذا فإن المحفز هو أكبر عائق أمام تسويق خلايا الوقود، وهو ما يعطي بطاريات الليثيوم فرصة للاستفادة منها.
يبحث العلماء عن محفزات يمكن أن تحل محل البلاتين. وفي السنوات الأخيرة، اكتشف العلماء في السنوات الأخيرة أن كربيد التنغستن يتمتع أيضًا بخصائص حفازة شبيهة بالبلاتينيوم، وهي نعمة لخلايا الوقود. لا يتمتع كربيد التنغستن بأداء تحفيزي كهربائي جيد فحسب، بل لا ينتج عنه أيضًا منتجات ثانوية سامة، وهو محفز أخضر حقيقي. وبالمقارنة مع البلاتين، فإن العيب الوحيد لكربيد التنجستن هو أنه غير موصل بما فيه الكفاية. ومع ذلك، ليس من الصعب العثور على مواد عالية التوصيل للصناعة الحديثة، ويعد الجرافين خيارًا رائعًا. واتفق العلماء في الداخل والخارج على أن الأداء التحفيزي لمركب كربيد التنجستن النانومتري + الجرافين لا يقل عن أداء مجموعة البلاتين أو حتى أكثر منه، مما يعني أن خلايا الوقود القائمة على التنجستن ستقلل بشكل كبير من تكلفة خلايا الوقود وتؤثر على أسعار السيارات المباعة، وتجعل مستقبل مركبات الطاقة الجديدة لتحل محل مركبات الوقود الحالية لن يكون كلامًا فارغًا.
Chin Trento
