لحل مشكلة مؤرقة… عباءة حرارية للسيارات الكهربائية!

بالنسبة للعديد مـن سائقي السيارات الكهربائية، فإن القلق الأكبر اثناء السير على الطريق هو الخوف مـن نفاد الشحن. لكن محاولات البحث المحموم عَنْ محطة شحن يمكن ان تصبح قريبًا ذكريات مـن الماضي، وذلك بفضل عباءة حرارية جديدة تعد بجعل البطاريات تدوم لفترة أطول.

بنات أفكار باحثين صينيين

وفق ما نشرته “ديلي ميل” البريطانية، إن العباءة مـن بنات أفكار باحثين مـن جامعة شنغهاي جياو تونغ، وهي مصممة للحفاظ على السيارات الكهربائية باردة فى الصيف ودافئة فى الشتاء، ويجدر التنويه الي ان العباءة تقوم بوظيفتها دون الحاجة الي اى مدخلات طاقة خارجية.

اعلن دكتور كيهانغ كوي، كثير الباحثين فى الدراسة، إن “العباءة الحرارية مثل أغطية المركبات والمباني والمركبات الفضائيه أو حتـى الموائل خارج كوكب الأرض للحفاظ على البرودة فى الصيف والدفء فى الشتاء”.

تأثير صعود وانخفاض الحرارة

مـن المعروف ان أداء السيارات الكهربائية يتأثر فى البرودة الشديدة، لأن البطاريات تعمل بكفاءة أقل عندما تنخفض درجات الحرارة الي صفر وما دون الصفر درجة مئوية.

تعتمد بطاريات الليثيوم أيون فى معظم السيارات الكهربائية الحديثة على تفاعل كيميائي لتخزين الكهرباء وإطلاقها، ولكن عندما يكون الجو أكثر برودة، تتباطأ العملية وبالتالي تقيد أداء البطارية، مما يؤدي الي خسارة كبيرة فى نطاق الشحن القابل للاستخدام.

درجة الحرارة المثالية

وكما أوضح مهندسو شركة الشحن الكهربي العام Osprey، تتمتع بطاريات السيارات الكهربائية بدرجة حرارة مثالية تتراوح بين 20 و25 درجة مئوية.

كَمَا يتأثر مخزون الشحن الكهربائي للبطاريات عندما يكون الطقس أكثر سخونة بشكل سلبي لأن يتداخل بشكل كثير مع التفاعل الكيميائي ونقل الطاقة فى البطارية. لذا، صمم الباحثون عباءة حرارية يمكن ان تخمد تقلبات درجات الحرارة الطبيعية.

ألياف السيليكا وسبائك الألومنيوم

تحتوي العباءة، التى يطلق عليها اسم Janus Thermal Cloak ، على مكونين رئيسيين – طبقة خارجية تعكس ضوء الشمس وطبقة داخلية تساعد على حبس الحرارة بالداخل. تم تصنيع الطبقة الخارجية مـن ألياف رقيقة مـن السيليكا مطلية برقائق مـن نيتريد البورون السداسي، وهي مادة خزفية تشبه الرسم. يتم جدل الألياف ونسجها معًا فى قماش، قبل ربطها بالطبقة الداخلية مـن سبائك الألومنيوم.

مدى فعالية متميز

لتقييم مدى فعالية العباءة الحرارية، أجرى فريق الباحثين تجاربهم على المركبات الكهربائية المتوقفة فى أماكن مكشوفة فى شنغهاي، حيـث تم اختبار سيارة مكشوفة وتبين ان درجة حرارة مقصورتها وصلت الي 50.5 درجة مئوية فى منتصف النهار. ولكن عند وضع العباءة الحرارية على السيارة توقفت درجة حرارة المقصورة الداخلية عند 22.8 درجة مئوية، اى 27.7 درجة مئوية أقل.

وفي منتصف الليل، لم تنخفض درجة حرارة السيارات المغطاة بالعباءة الحرارية أبدًا الي ما دون 0 درجة مئوية، اى أنها كانـت أعلى بـ6.8 درجة مئوية مـن درجة الحرارة فى الخارج.

احترار بدون مدخلات طاقة

اعلن دكتور كوي إنها “المرة الأولى، التى يمكن فيها تحقيق صعود فى درجة حرارة أعلى مـن درجة الحرارة المحيطة بنحو 7 درجات مئوية اثناء ليالي الشتاء، ومن المثير للدهشة أنه لا توجد مدخلات للطاقة أو أشعة الشمس ولا يزال بالإمكان إحداث الاحترار”.

تطبيقات فى العالم الحقيقي

يقول فريق الباحثين إن العباءة الحرارية مصممة بشكل هادف لجعل زيادة الإنتاج أسهل فى المستقبل، وأنه يتم حاليًا إجراء مزيد مـن الاختبارات الميدانية على نطاق واسع وتحليل لترجمة مقاييس وأداء العباء الحراري بغرض تحقيق فوائد اقتصادية فى العالم الحقيقي، مثل النسبة المئوية لعمر البطارية التى يمكننا زيادتها أو مقدار الطاقة الكهربائية التى سيمكن توفيره سنويًا إذا تم توسيع نطاق استخدام العباءة الحرارية لتشمل المركبات والمباني”.