ساخت یک باتری که مرگ ندارد

 «الون ماسک»، مدیرعامل شرکت تسلا آوریل گذشته قول داده بود که این شرکت به‌زودی قادر خواهد بود به‌خودروهای الکتریکی خود، قدرتی بدهد که بیش از یک میلیون مایل مسافت را بدون نیاز به تعویض باتری بپیمایند که البته این یعنی کل عمر خودرو. این ادعا کمی اغراق‌آمیز به‌نظر می‌رسید. این مقدار 2برابر عمر کنونی باتری‌هایی است که دارندگان تسلا از آن سود می‌برند که در عین حال، بهترین در میان خودروهای الکتریکی از حیث عمر محسوب می‌شود؛ در واقع به‌نظر نمی‌رسید که این ادعا واقعی باشد اما ظاهرا هست!

انتشار نتایج یک تحقیق
اوایل سپتامبر یک گروه از محققان دانشگاه دالاهاسی که توافق‌نامه‌ای را با تسلا به امضا رسانده‌اند، مقاله‌ای را در نشریه «جامعه الکتروشیمی» منتشر کرده‌ و درباره یک باتری لیتیوم - یون جدید نوشته‌اند که در آن توضیحاتی درخصوص کارایی این باتری و اینکه چگونه می‌تواند بیش از یک میلیون مایل (یک میلیون و 600هزار کیلومتر) را بپیماید و تنها 10درصد از ظرفیت انرژی خود را از دست بدهد، ارائه کرده‌اند. این محققان که ریاست تیم‌شان را «جف دان» یکی از برترین محققان باتری لیتیوم - یون جهان برعهده دارد، در مقاله ارائه‌شده گروه تحقیقاتی دانشگاه دالاهاسی نشان دادند که این باتری به‌طور قابل توجهی از هر باتری لیتیوم - یون مشابهی که پیش‌تر گزارش شده بود، بهتر عمل می‌کند. آنها خاطرنشان کردند که باتری آنها به‌ویژه برای تاکسی روباتی و کامیون‌های برقی می‌تواند مفید باشد. نکته اینکه هر دوی این محصولات تسلا در حال توسعه هستند. موضوع جالب توجه این است که نویسندگان مقاله، از نتایج به‌دست‌آمده به‌عنوان یک موفقیت بزرگ یاد نمی‌کنند. در مقابل، آنها این باتری را معیار و راهنمایی برای سایر محققان می‌دانند و روی مشخصات چندان مانور نمی‌دهند. دان و تیمش در آن صفحه نوشته‌اند: «جزئیات کامل این سلول‌ها شامل ترکیبات الکترود، بارالکترود، ترکیبات الکترولیت، مواد افزودنی مورد استفاده و چند چیز دیگر می‌شود. این کار به‌گونه‌ای انجام شده است که دیگران می‌توانند این سلول‌ها را از نو ساخته و از آن به‌عنوان معیاری برای تلاش‌های تحقیقاتی و توسعه استفاده کنند.»

جنجال محرمانه‌بودن
از آنجا که صنعت باتری‌های شیمیایی خودروهای الکتریکی، تقریبا محرمانه است، چرا گروه تحقیقاتی «دان» که قرارداد همکاری اختصاصی نیز با تسلا در سال2016 به امضا رسانده است، نتایج تحقیق و ساخت چنین باتری منحصر به ‌فردی را منتشر می‌کند؟ به گفته یکی از اعضای سابق تیم تحقیقاتی دان، محتمل‌ترین جواب این می‌توان باشد که تسلا احتمالا یک باتری دیگر که به‌مراتب بهتر از آن چیزی است که در مقاله توضیحاتش را ارائه کرده، ساخته است. به علاوه، کمی پس از انتشار این مقاله، تسلا یک گواهی ثبت اختراع برای باتری لیتیوم - یون دریافت کرد که بسیار شبیه به نمونه‌ای است که در مقاله توضیحاتش ارائه شده بود. نام دان در میان یکی از مخترعان باتری ثبت‌شده مشاهده می‌شود.

مشخصات باتری یک میلیون مایلی
به گزارش سی‌ان‌ان‌، باتری‌ای که در مقاله درباره‌اش نوشته شده بود، از اکسید کبالت منگنز لیتیوم نیکل به‌عنوان الکترود مثبت (کاتد) و گرافیت مصنوعی به‌عنوان الکترود منفی (آند) استفاده می‌کند. استفاده از این دو سبب افزایش چگالی انرژی و طول عمر باتری‌های لیتیوم‌ - یون خواهد شد. به‌نوعی می‌توان گفت که ترکیبی از الکترولیت و مواد افزودنی، همان چیزی است که در نهایت به اسرار تجاری تبدیل می‌شود. اما حتی آن مواد، همانطور که در مقاله توضیح داده شده، در صنعت بسیار مشهور و شناخته شده هستند. مت لیسی، یکی از متخصصان باتری لیتیوم - یون که عضو گروه اسکانیاست و در برنامه تسلا هیچ نقشی نداشته، می‌گوید: «هیچ‌چیزی در سس سری، وجود ندارد، جز خود سری.»
این درحالی است که تیم دان از طریق بهینه‌سازی زیاد آن عناصر نام‌آشنا و شناخته‌شده و با استفاده از نانوساختار کاتد باتری، باعث افزایش عملکرد چشمگیر شدند. این باتری به‌جای استفاده از تعداد فراوانی از بلورهای کوچک کبالت منگنز لیتیوم نیکل به‌عنوان کاتد، به بلورهای بزرگ‌تر آن متکی است. لین ما، دانشجوی پیشین دکتری در آزمایشگاه دان که پیشرفت‌هایی را در طراحی کاتد انجام داد، می‌گوید: «احتمال کمتری دارد که این نانوساختار «تک کریستالی» هنگام شارژ باتری دچار ترک‌خوردگی شود. ترک‌های مواد کاتدی باعث کاهش طول عمر و عملکرد باتری می‌شوند.»

در خودروهای برقی باتری‌های‌هایی که قرار است به‌عنوان نیروی محرک وسیله‌نقلیه باشند در کف اتومبیل قرار می‌گیرند


انتشار عجیب یک تحقیق
از آنجا که صنعت باتری‌های شیمیایی خودروهای الکتریکی، تقریبا محرمانه است، چرا گروه تحقیقاتی «دان» که قرارداد همکاری اختصاصی نیز با تسلا در سال2016 به امضا رسانده است، نتایج تحقیق و ساخت چنین باتری منحصر به‌‌فردی را منتشر می‌کند؟