محمود حاج‌زمان: در پایان سال 2010، جنرال موتورز و نیسان خودروهای الکتریکی خود را به بازار عرضه کردند: شورلت ولت هیبریدی و نیسان لیف تمام الکتریکی. اگر این ماشین‌ها موفق باشند، می‌توانند تغییرات گسترده‌ای در صنعت خودروسازی ایجاد کنند که در حال حاضر، تقریبا در انحصار خودروهای با سوخت فسیلی است. اما موفقیت و همه‌گیر شدن خودروهای الکتریکی، به بهبود فناوری آنها خصوصا در زمینه توسعه و پیشرفت باتری‌ها وابسته است.
باتری‌های بهتر
به گزارش تکنولوژی رویو، خودروهای ولت و لیف از باتری‌های یون-لیتیوم پیشرفتهای استفاده می‌کنند که محاسبات تولیدکنندگان خودرو نشان می‌دهد چندین برابر باتری لپ‌تاپ شما دوام می‌آورد. اما این باتری‌ها گران هستند و مسافتی که می‌توان با آنها رانندگی کرد محدود است. الکترودهای بهتری که می‌توانند انرژی بیشتری را با مصرف ماده کمتر ذخیره کنند، مانند باتری‌های سیلیکونی که پاناسونیک امسال به بازار معرفی کرد، می‌تواند برای این منظور مفید باشد. استفاده از یک آزمایش جدید به محققان این اجازه را خواهد داد که از بین ترکیب‌های مختلف الکترودها و الکترولیت‌ها، به سرعت بتوانند باتری‌هایی را پیدا کنند که برای تمام مدت عمر ماشین دوام می‌آورند.
در دراز مدت، ساختار شیمیایی باتری‌های جدید مانند سولفور-لیتیوم، امکان ذخیره انرژی بیشتر با هزینه کمتر را نسبت به باتری‌های یون-لیتیومی در اختیار تولیدکنندگان قرار می‌دهد. استفاده از رویکرد جدیدی که به جای الکترودهای جامد از الکترودهای مایع استفاده می‌کند، می‌تواند به شکستن محدودیت ذخیره‌سازی انرژی کمک کند؛ مساله‌ای که همواره باعث دشواری رقابت برای خودروهای الکتریکی در مقابل خودروهای بنزینی شده است.
نیروی خورشیدی ارزان‌تر
در بسیاری از نقاط آمریکا خودروهای الکتریکی بر پایه زغال‌سنگ کار می‌کنند و الکتریسیته لازم برای آنها توسط سوخت فسیلی تهیه می‌شود. نیروی الکتریکی بازدهی بسیار بالایی دارد، به همین دلیل این موتورها دی‌اکسید کربن کمتری نسبت به خودروهای عادی منتشر می‌کنند. اما اگر قرار باشد خودروهای الکتریکی از پتانسیل واقعی خود برای کاهش آلودگی استفاده کنند، باید از انرژی‌های تجدیدپذیر یا منابع با کربن کمتر مانند نیروی هسته‌ای برای تولید الکتریسیته استفاده کنند.
انرژی خورشیدی پیشرفتهای مهمی در سال گذشته داشته است. سازندگان سلول‌های خورشیدی متداول توانستند هزینه‌ها را کاهش داده و بازدهی را بهبود بخشند. در این میان چین به دلیل نقش تولیدکنندگان آن در اصلاح طراحی‌های این سلول‌ها، نقش مهمی ایفا کرده است.
در ایالات متحده، وام‌های دولتی افزایش سرمایه‌گذاری در زمینه فناوری خورشیدی را تضمین می‌کند. تامین سرمایه از سوی آژانس تازه تاسیس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته در زمینه انرژی (ARPA-E)، امکان یافتن راه‌های ارزان‌تر برای ساخت سلول‌های خورشیدی سیلیکونی متداول را فراهم کرده است.
در همین حال، آزمایشگاه‌ها نمونه‌های آزمایشی از انواع جدیدی از سلول‌های خورشیدی فوق کارآمد را ارائه می‌دهند. نانوساختارها با کمک به جذب نور توسط سلول‌های خورشیدی، توان خروجی آنها به میزان 30 درصد یا بیشتر افزایش می‌دهند. محققان همچنین به دنبال یافتن راه‌هایی برای استفاده از محدودیت‌های فیزیکی نیمه‌رساناها هستند. به عنوان مثال اخیرا در یک نمونه آزمایشگاهی سلول خورشیدی، از تاثیری رونمایی شد که به فوتون‌ها اجازه می‌داد تا چندین الکترون تولید کند. رویکردی که می‌تواند توان خروجی سلول خورشیدی را تا 50 درصد افزایش دهد.
رویکرد جدید دیگری که هم از نور و هم از گرمای خورشید برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کند، می‌تواند به طور بالقوه خروجی سلول‌های خورشیدی را دو برابر کند. نمونه‌های اولیه این رویکرد جدید تا تجاری شدن فاصله زیادی دارند، اما این رویکرد هزینه تولید سلول‌های خورشیدی را چندان افزایش نمی‌دهد. در نتیجه با افزایش توان خروجی سلول‌ها، نه تنها هزینه هر وات انرژی تولیدی آنها را کاهش می‌دهد، بلکه می‌تواند تعداد سلول‌های خورشیدی مورد نیاز و در نتیجه هزینه حمل و نصب آنها را نیز کاهش دهد.
سوخت‌های تمیز و موتورهای کارآمد
موتورهای بهتر نیاز به نفت را کاهش می‌دهند. بازدهی برخی از نمونه‌های آزمایشی موتورهای جدید چنان بالا است که حتی از بازدهی وسایل نقلیه هیبریدی بیشتر است.
هم‌زمان با ارائه بیوسوخت‌هایی همچنون اتانول سلولزی که به آرامی جای خود را در بازار پیدا می‌کند، شرکت‌ها نسل جدیدی از بیوسوخت‌ها را با مشخصات شیمیایی شبیه بنزین یا گازوئیل تولید کرده‌اند. جایگزین‌هایی که می‌توانند در خودروهای فعلی استفاده شوند و در خطوط لوله موجود انتقال یابند. محققان ژن‌هایی خلق کرده‌اند که به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا سوخت گازوئیل را تولید کنند، فناوری که توسط شرکتی به نام LS9 تجاری شده است.
محققان همچنین با استفاده از مهندسی ژنتیک میکروارگانیزم‌هایی تولید کرده‌اند که نور خورشید و آب را به دیزل تبدیل می‌کنند. ایالات متحده یک مرکز تحقیقاتی با بودجه 122 میلیون دلاری تاسیس کرده است که هدف آن تولید سوخت از خورشید بدون استفاده از ارگانیزم‌ها است.
برای اطمینان از کارایی این پیشرفت‌ها، چندین سال طول خواهد کشید تا این فناوری‌ها به بازار راه پیدا کنند. البته فقدان یک سیاست جامع در زمینه انرژی در ایالات متحده که بخش اعظم این پیشرفت‌ها در آنجا به وقوع می‌پیوندد، مانعی بر سر راه تجاری شدن سریع این فناوری‌ها ایجاد می‌کند. با این وجود، چین با هدف‌گذاری برای تبدیل شدن به پیشرو وسایل نقلیه الکتریکی در دنیا، به پیشرفت خود ادامه می‌دهد. برای دست‌یابی به این هدف، چین مشوق‌های دولتی برای تولید خودرو برقی و ساخت ایستگاه‌های شارژ این ماشین‌ها اختصاص داده است. سال آینده این بلندپروازی چین در خارج از مرزهای این کشور نیز مشهود خواهد بود، زمانی‌که خودروساز چینی BYD قصد دارد تا عرضه نخستین خودرو الکتریکی خود را در بازاهای آمریکا آغاز کند.
50
نظر شما