עשו לכם סוללה / קת’רין בורזאק

מהנדסים פיתחו חלופה חדשה לסוללות הרגילות – בעתיד נוכל להדפיס סוללות

הדפסת סוללות היא העתיד של האנרגיה הירוקה, כך לפחות סבורים מהנדסים ב-PARC, חברה מפורסמת למחקר ופיתוח הממוקמת בקליפורניה ומצויה בבעלות חברת זירוקס. לאחרונה הציגה החברה תהליך חסכוני, שבדומה לדרך שבה סוחטים משפופרת משחת שיניים בעלת שכבות צבע שונות, אולי יתאפשר בעתיד “ללחוץ החוצה” בבת אחת סוללה על כל מרכיביה.

כיום בניית סוללות דורשת שלבים רבים. ראשית, שתי מכונות נפרדות מייצרות אלקטרודות על ידי מריחת שכבות של חומרים אוגרי אנרגיה על גיליונות מתכת. לאחר שהגיליונות האלה מיובשים ונדחסים, הם נחתכים לגודל המתאים ונכרכים מסביב לחומר פלסטי מפריד שמונע קצרים. ולבסוף, הסוללות נארזות בחומר לא מוליך וממולאות בנוזל אלקטרוליטי שיכול להוליך מטען בין האלקטרודות.

השיטה החדשה להדפסת סוללות מפשטת את התהליך הזה. במהלך כנס של האגודה האמריקנית לחקר חומרים שנערך באפריל 2015 בסן פרנסיסקו, הציגה קורי קוֹבּ מ-PARC זרבוביות וחומרים שיאפשרו ליצרנים להדפיס שני שלישים של סוללה באבחה אחת. הזרבובית, בעלת שני ראשים, יכולה להפריש בבת אחת גם קתודה המבוססת על יוני ליתיום וגם שכבה מפרידה מחומר פלסטי פולימרי. כרגע, עד שקוב תמצא חומרים שאינם מתערבבים זה בזה במהלך ההדפסה, הטכנאי צריך להוסיף אנודה מגרפיט באופן ידני. אבל כשתתאפשר הדפסתם של כל שלושת המרכיבים האלה בבת אחת, קוב ושותפיה מעריכים שתהליך תלת-שכבתי יוכל לצמצם את עלויות הייצור בכ-15%. על אף המגבלה הנוכחית, יצרני סוללות כבר הביעו עניין בגרסה הדו-שכבתית. הביצועים של הסוללות החדשות זהים לביצועיהן של סוללות שיוצרו בשיטות המסורתיות ושמורכבות מאותם החומרים.

סוללות זולות יותר הן המפתח לייצור של מכוניות חשמליות זולות יותר ויאפשרו ליצרני חשמל (בישראל בעיקר לחברת החשמל) לרכוש ולאגור אנרגיה חשמלית ממקורות לא יציבים של אנרגיית רוח ושמש, אנרגיה שתסופק לרשת החשמל בעת הצורך. בטווח הארוך, יהיה אפשר להדפיס סוללות בצורות שונות לפי דרישה כך שיתאימו לכל מיני מכשירים חשמליים, דבר שיפטור מעצבי מוצר מן הצורך להתאים את עיצוביהם לסוללות שצורתן בהכרח מלבנית או מעגלית.

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל

עוד בנושא באתר הידען:

• אחסון חשמל בבית – פתרון לצריכת חשמל בשעות השיא ולוויסות החשמל הנוצר מאנרגיות חלופיות
• האתגר הניצב בפני האנושות
• סוללת אלומיניום זולה הנטענת בתוך שניה