باتری‌های فاقد کبالت با هزینه کمتر و پایداری بیشتر، آینده صنعت خودرو را متحول می‌کنند

بسیاری از خودروهای الکتریکی با باتری‌هایی کار می‌کنند که حاوی کبالت هستند؛ فلزی که هزینه‌های مالی، زیست‌محیطی و اجتماعی بالایی دارد. محققان دانشگاه MIT اکنون یک ماده باتری طراحی کرده‌اند که می‌تواند راه پایدارتری برای تأمین انرژی خودروهای الکتریکی باشد. این باتری جدید لیتیوم یونی، به‌جای کبالت یا نیکل از یک کاتد مبتنی بر مواد آلی استفاده می‌کند.

براساس مقاله منتشرشده در ACS Central Science، محققان MIT نشان دادند این ماده که با هزینه بسیار کمتری نسبت به باتری‌های حاوی کبالت تولید می‌شود، می‌تواند جریان الکتریکی را با نرخی مشابه باتری‌های کبالت هدایت کند. به گفته محققان، باتری جدید همچنین ظرفیت ذخیره‌سازی مشابهی دارد و می‌تواند سریع‌تر از باتری‌های کبالتی شارژ شود.

محقق اصلی این پژوهش می‌گوید که درحال‌حاضر این باتری قابل رقابت با فناوری‌های فعلی است و می‌تواند در بسیاری از هزینه‌ها صرفه‌جویی کند.

باتری خودرو بدون کبالت یا نیکل است

بیشتر خودروهای الکتریکی با باتری‌های لیتیوم یونی تغذیه می‌شوند. در حین شارژ این باتری‌ها، یون‌های لیتیوم از یک الکترود با بار مثبت به نام کاتد به یک الکترود منفی به نام آند جریان می‌یابند. کبالت در اکثر کاتدهای باتری‌های لیتیوم یونی وجود دارد؛ فلزی که پایداری و چگالی انرژی بالایی دارد.

بااین‌حال، کبالت دارای معایب زیادی است. کبالت فلزی کمیاب است و ازاین‌رو قیمت آن می‌تواند به‌شدت در نوسان باشد، همچنین بسیاری از ذخایر کبالت جهان در کشورهایی با سیاست‌های بی‌ثبات قرار دارد. از سویی، استخراج کبالت باعث ایجاد زباله‌های سمی می‌شود که زمین، هوا و آب اطراف معادن را آلوده می‌کند.

به‌دلیل معایب فراوان کبالت، تحقیقات زیادی برای توسعه مواد جایگزین در باتری‌ها انجام شده است. یکی از این مواد لیتیوم-آهن-فسفات (LFP) است که برخی از خودروسازان از آن در خودروهای الکتریکی خود بهره برده‌اند. اگرچه LFP مفید است، اما تنها حدود نیمی از چگالی انرژی باتری‌های کبالت و نیکل را دارد.

یکی دیگر از مواد جایگزین کبالت یا نیکل، مواد آلی است، اما تاکنون اکثر این مواد با رسانایی، ظرفیت ذخیره‌سازی و طول عمر باتری‌های کبالتی قابل مقایسه نبوده‌اند. اکنون محققان ماده‌ای کاملاً آلی ساخته‌اند که ظاهراً رسانایی قوی دارد. این ماده آلی جدید می‌تواند بیش از 2000 چرخه شارژ با حداقل تخریب داشته باشد.