נמצאה הסוללה שתגמול אתכם מהתלות במטען - כללי - TheMarker
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

תיק מניות

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

לרשימת הקריאה המלאה לחצו כאן

נמצאה הסוללה שתגמול אתכם מהתלות במטען

סוללה שנטענת במלואה בדקה ומספיקה למשך יום שלם? באקדמיה כבר מצאו את הנוסחה וכעת מתקיים מרוץ אכזרי בין חברות טכנולוגיה ברחבי העולם לפיתוח הגביע הקדוש הזה ■ אחת מהן נמצאת בישראל

14תגובות

תחום: הנדסת חשמל חוקרים: אלכסנדרו ולאד, נילאם סינג, ג'וליאן רולנד, סורין מלינטה פי.אם. אג'איאן, ז'אן־פרנסואה גואי מוסדות: אוניברסיטת לוואן בבלגיה ואוניברסיטת רייס ביוסטון פורסם: 2014 ,Scientific Reports

שעת צהריים, אתם אחרי ניווט בפקקים בדרך לעבודה, יצאתם מישיבה ורוצים לשלוח מייל או לבדוק מה קורה עם הילדים. אלא שאז אתם מגלים שהסוללה כבר התרוקנה ונכנסים למצב הישרדות - מחפשים דרכים להפיק את המיטב ממעט הסוללה שעוד נשארה לכם.

איך להטעין בטרייה של סמארטפון בפחות מדקה

בעוד שהסמארטפונים השתכללו ונהפכו לחזקים, מהירים וגדולים יותר - הסוללות שלהם נותרו מוגבלות מאוד. טכנולוגיית הסוללות התקדמה בקצב אטי בהרבה מביצועי הטלפונים. כתוצאה מכך, אנו נמצאים במרדף תמידי אחר מטענים, ומקווים שהסוללה תחזיק מעמד גם לאחר אמצע היום. זהו נושא קריטי לתחומים נוספים, כמו תעשיית הרכב, שכן כלי רכב חשמליים זקוקים לסוללות חזקות ומהירות הטענה כדי להפוך לפופולריים יותר.

אין פלא, אם כך, שהגביע הקדוש של חברות טכנולוגיה גדולות הוא סוללת הזהב - זו שתיטען ברגע ותספיק לזמן ארוך; והן מוכנות להשקיע בכך מיליארדי דולרים.

הטכנולוגיה הבסיסית שמשמשת לסוללות לא השתנתה באופן מהותי מאז המאה ה-19, שבה הומצאה הסוללה החשמלית, הפועלת באופן דומה לסוללות של ימינו. הסוללה כוללת שלושה מרכיבים: קתודה (קוטב חיובי) ואנודה (קוטב שלילי), שביניהן אלקטרוליט (חומך תווך שנמצא בין שני הקטבים) המעביר אלקטרונים ביניהן. בסוללות שבהן נעשה כיום שימוש בטלפונים סלולריים, האלקטרוליט עשוי מליתיום - חומר רעיל שמזהם את מי התהום. החומר שממנו עשויות הסוללות מכתיב את זמן הטעינה האטי ואיכות הפריקה של האנרגיה. טעינה מהירה של סוללות הליתיום גורמת לכך שהן נהרסות במהירות בתגובה לזרם החזק ומתלקחות בקלות מהתחממות.

מחקר של קבוצת חוקרים אמריקאים ובלגים, שהתפרסם במגזין Scientific Reports במארס 2014, מציע פתרון להטענה מהירה של סוללות. הפתרון שהציעו החוקרים (Vlad, Singh, Rolland Melinte, Ajayan & Gohy) מתבסס על שילוב של שני חומרים באלקטרודה של הסוללה - פולימר וליתיום. הפולימר הוא בעל תכונות של סופר־קבל, כלומר רכיב שאוגר אנרגיה רבה בזמן קצר ופורק אותה מהר ובעוצמה. החוקרים הציגו אבטיפוס של סוללה היברדית, שנטענה במלואה בפחות מחמש דקות, אך עדיין רחוקה מייצור מסחרי.

לסוללה החדשה שיצרו החוקרים יש תכונות שמשלבות את הטוב בשני העולמות: קיבולת אנרגטית גבוהה, טעינה יציבה ומהירה ואורך חיים ארוך (1,500 מחזורי טעינה - בהשוואה לכ-500 בטכנולוגיות הקיימות). הסוללה גם בטוחה יותר מסוללות הליתיום, שנוטות להתפוצץ. הסוללה שבה התמקדו החוקרים נוסתה במכונית חשמלית, מאחר שכיום הטענתה היא עדיין בגדר "צוואר בקבוק" בדרך לכניסתה לשימוש נרחב. 

מהאקדמיה לשטח 

בחברת הסטארט-אפ הישראלית סטורדוט (StoreDot) שמחו מפרסום המחקר. תוצאותיו לא הפתיעו את חוקרי החברה - יותר מ-20 דוקטורים ופרופסורים שעובדים במעבדות החברה בהרצליה - שבעת פרסום המחקר כבר עבדו על פיתוח סוללה בעלת מאפיינים דומים לזאת שנבדקה במחקר (עם הרכב חומרים שונה במעט). "לקחנו סוללת ליתיום, שהיא סוללה קלאסית, ושינינו את המבנה, את הפיזיקה והכימיה שבתוכה כדי להגיע לטעינה מהירה", אומר ד"ר דורון מאירסדורף, מייסד שותף ומנכ"ל החברה. 

כחברה שפועלת בתחום שכולל המצאת חומרים מרוכבים וניסויים מרובים בחיפוש אחר המולקולה המדויקת, מדעני החברה ביצעו עבודה שלוקחת את המחקר האקדמי צעד קדימה לעולם היישומי ולייצור מסחרי במעבדה שלא היתה מביישת בגודלה או בצוות החוקרים שבה מכון מחקר מדעי. בדומה לחברות טכנולוגיה עלית אחרות, אף שהושגו בחברה פריצות דרך מדעיות, הן לא פורסמו בכתבי עת מדעיים (אלא במקרה הטוב הגיעו לרשם הפטנטים). בסטורדוט טוענים שהצליחו להגיע לסוללה שנטענת מהר פי 100 מהסוללות הקיימות בשוק, כלומר בתוך פרק זמן פנטסטי של פחות מדקה - קצר יותר מזה שהוצג במחקר.

"זו הפעם ראשונה שנתקלנו בקבוצת חוקרים שמצליחה להראות שהשילוב בין מערכת שדומה לסופר־קבל וסוללה עובד. הם פירסמו את זה בסמוך לזמן שבו אנו הגענו לזה", אומר דורון. "אנחנו לא מפרסמים מחקרים. פרסום המחקר הזה, ומחקרים נוספים בתחום, מראה שאנחנו לא משוגעים, אלא שזה משהו שאפשר לעשות. המאמר הראה שאפשר ליצור חומר עם תכונות הרבה מעבר למה שהיה ידוע קודם", מוסיף מאירסדורף. 

דובי קייך

מאירסדורף מסביר שעד היום, הבעיה של סוללות שנטענו מהר היתה לשמור את האנרגיה לאורך זמן, מאחר שהן נפרקו מהר. "שילוב של מתכת אוקסידית (מתכת שעברה חמצון; ע"א) עם חומרים אורגניים יצר חומר שמאפשר סוללות שנטענות כמו קבלים ונפרקות כמו סוללה רגילה. המשמעות היא שיצרנו סוללה מדור חדש", הוא אומר.

"לא תדעו שיש לכם סוללה מדור חדש"

הבסיס לדור החדש של הסוללות הוא המצאת חומרים חדשים, שמסוגלים להתמודד עם מתח גבוה, להיות עמידים לחום, להוליך חשמל, לאגור אנרגיה, ולא להישחק בעקבות ריבוי טעינות. האתגר המרכזי של סטורדוט והחוקרים בתחום הוא למצוא את הרכב החומר המדויק שיאפשר זאת. "התעסקות בחומרים היא האתגר הכי גדול שיש", קובע מאירסדורף, ומסביר כי "הביצועים של כל מכשיר - שבבים, לייזר, חיישנים, חומרים בסוללות - מוגבלים על ידי מה שהחומר מסוגל לתת מבחינת הפיזיקה שלו. יש רשימה של חומרים קיימים, ומידת ההצלחה של חברה נקבעת לפי המגבלות של החומר שבו היא משתמשת. לכן, פריצת דרך ברמת החומרים היא פריצת חוקי המשחק".

בינתיים, עוד לא נמצא המתכון למולקולה המדויקת לסוללות בטכנולוגיית ההטענה המהירה של סטורדוט. "אנחנו יוצרים חומרים יש מאין - מציירים על הלוח מולקולה שלא היתה קיימת קודם, ובסוף היום יש מולקולה חדשה - נותנים לה שם, מטפלים בה ומכניסים לסוללה. אם היא עובדת טוב, רושמים עליה פטנט", אומר מאירסדורף. הסוללה צפויה להיכנס לייצור בתחילת 2017.

עם זאת, כדי להשתמש בסוללות מהדור החדש צריך יהיה לתכנן בהתאם את המכשירים. "צריך יהיה לייצר מטען כיס נייד שמסוגל לספק את הזרמים המבוקשים, חיבורים שיכולים לקבל זרם בלי שהמגעים ישרפו ולתכנן את ניהול האנרגיה של הטלפון מחדש. תמיד יהיה צוואר בקבוק שיישרף, כי אף אחד לא חשב שיעברו זרמים של 100 אמפר בתוך מערכת של טלפון, שעכשיו אנחנו צריכים לתכנן מחדש", אומר מאירסדורף.

"אנחנו מתחילים בדיקות עם יצרני הטלפונים הגדולים. אחרי שהם יאשרו את הסוללה צריך לעבור כמה שלבים - הם צריכים להתאים את המודל של הטלפון. אי־אפשר יהיה רק להחליף את הסוללה בטלפון קיים, אלא מראש תקני טלפון בטעינה מהירה, שאולי יעלה קצת יותר", צופה מאירסדורף. בסופו של דבר, מקווים להגיע בחברה לסוללה שנטענת בתוך דקה, נמכרת במחיר דומה לסוללה רגילה ומחזיקה מעמד במשך שנים בלי שהאיכות שלה תרד. "הכל יהיה אותו הדבר. אתה לא תדע שיש לך סוללה מדור חדש", מציג מאירסדורף את החזון שלו.

המרוץ לסוללה הנטענת במהירות נמצא בשיאו. החברות הגדולות בעולם הטכנולוגיה - כולל אפל וסמסונג, שמודעות לפוטנציאל ולחשיבות הנושא - משקיעות משאבים רבים במחקר ובפיתוח של סוללות חדשות. לכן אין פלא שגם הכסף זורם לתחום. באחרונה, למשל, גייסה סטורדוט 18 מיליון דולר בסבב השקעה שהשתתפו בו סמסונג ורומן אברמוביץ' - ובסך הכל גייסה החברה מאז הקמתה 66 מיליון דולר.

עם זאת, סטורדוט היא לא היחידה בעולם ששוקדת על פיתוחים כאלה בשוק הסלולר התחרותי. החברה שתכבוש את השוק תצטרך להציג במהירות לא רק סוללה איכותית ומהירה, אלא גם כזאת שניתן יהיה למכור במחיר תחרותי. בנוסף, היא תידרש ליצור שותפויות אסטרטגיות עם יצרניות הטלפונים שיסכימו לשלב את הטכנולוגיה במכשירים שלהן.

הסמארטפון יהיה רק התחנה הראשונה שבה תשפיע הסוללה החדשה על חיינו, אבל בהחלט לא האחרונה. החוקרים במחקר שפורסם ב-Scientific Reports התמקדו במכונית החשמלית, שבעתיד תהיה חלק ממערכת המכונית האוטונומית. כיום, ההטענה שלה אורכת כמה שעות ומגבילה את השימוש בה. במידה רבה, מערכת ההטענה והחלפת הסוללות שעמדה בבסיס בטר פלייס של שי אגסי היתה אחת הסיבות לכישלון החברה. גם סטורדוט מתכוונת להיכנס לתחום כלי הרכב, וסבב הגיוס האחרון שלה נועד להקמת פעילות בתחום. "העולם הולך לטעינה מהירה. זה החזון שלי. עוד חמש שנים תשכחי שטענת את הטלפון או המכונית כל הלילה. הכל ייטען מהר. ברגע שנגיע לטכנולוגיה יציבה שעובדת בצורה מסחרית, המהפכה תהיה בכל הסוללות הנטענות", מסכם מאירסדוף.



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר TheMarker

סדר את התגובות

כתבות ראשיות באתר

כתבות שאולי פיספסתם

*#