سازمان دولتی ناسا اخیرا یک باتری جدید و قدرتمند را توسعه داده که می‌تواند آینده صنعت هوانوردی را متحول کند. ناسا در همین رابطه اعلام کرد که باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد توسعه‌یافته توسط این سازمان را می‌توان در موتورهای الکتریکی به کار برد و این موتورها را جایگزین موتورهای گازسوز در هواپیماها کرد.
به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌آنلاین» و به نقل از پایگاه خبری «The Brighter Side of News»، این انقلاب در تولید باتری از سوی سازمان ناسا بهرهوری سفرهای هوایی را دوچندان خواهد کرد و کربن تولیدی در بخش مذکور را به شدت کاهش می‌دهد. در واقع این دستاورد را می‌توان یک نقطه عطف در گذار به سمت پایداری در صنعت هوانوردی تلقی کرد؛ البته کاهش کربن تولیدی تنها مزایای توسعه این نوع از باتری برای صنعت مذکور به شمار نمی‌رود.
استفاده از باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد، منجر به توسعه هواپیماهای الکتریکی سریع‌تر و بهینه‌تر و با عملکردی منسجم‌تر شده و نیاز به استفاده از قطعات متحرک را در ساخت هواپیماها کاهش می‌دهد. همچنین، با توسعه این نوع باتری هزینه‌های تامین سوخت، تعمیر و نگهداری و طراحی هواپیما کاهشی قابل توجه خواهد داشت.
یکی از مهندسان ناسا که در پروژه توسعه باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد حضور دارد، اظهار داشت: امروزه هواپیماها از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند که به محیط زیست آسیب می‌رساند. از این رو توسعه این باتری، گامی بزرگ در حرکت صنعت هوانوردی به سمت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر محسوب می‌شود.
آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا در گزارشی اعلام کرد: سفرهای هوایی، حدود ۱۰ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنعت حملونقل و حدود ۳ درصد از کل گازهای گلخانه‌ای منتشر شده در این کشور را به خود اختصاص داده است. لازم به ذکر است که موتور هواپیمای جت با مصرف سوخت فسیلی، دی‌اکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و ذرات ریز معلق دیگری را در بالای جو زمین منتشر می‌کند و این آلاینده‌ها مدت زمان بسیار بیشتری در جو زمین در مقایسه با سایر گازهای گلخانه‌ای منتشر شده دیگر باقی می‌مانند؛ به همین دلیل اثرات منفی بیشتری با خود به همراه دارد.
در مواجهه با این چالش‌های زیست‌محیطی، گروهی از محققان درصدد یافتن روش‌هایی برای تامین انرژی پاک هواپیماها برآمدند. توسعه باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد، یکی از آخرین دستاورها در صنعت باتری و هوانوردی محسوب می‌شود که تا حد زیادی رویای تولید هواپیماهای الکتریکی در حجم انبوه و در مقیاس تجاری را به واقعیت نزدیک‌تر کرده است. با این حال، هنوز چالش‌هایی برای دستیابی به هدف‌گذاری پرواز هواپیماهای الکتریکی باقی مانده است. افزایش مقیاس پیمایش، تست ایمنی پرواز و انطباق با طراحی فعلی هواپیماها، از جمله موانعی هستند که در بخش تولید هواپیماهای الکتریکی باید برطرف شوند.
تولید هواپیماهای الکتریکی، جایگزینی مطمئن برای کاهش اثرات زیست‌محیطی در صنعت هوانوردی ارائه می‌دهند. برخلاف هواپیماهایی که از سوخت فسیلی استفاده می‌کنند، هواپیماهای الکتریکی در حین پرواز هیچ نوع آلایندگی ندارند و از این رو گزینه‌ای پاک‌تر و پایدارتر به شمار می‌روند؛ اگرچه تولید انبوه هواپیماهای الکتریکی، با چالش‌های متعددی از جمله محدودیت‌هایی در توسعه فناوری باتری‌های مورد استفاده در این هواپیماها مواجه شده است.
چالش چگالی انرژی باتری هواپیماهای الکتریکی
هواپیماهای الکتریکی برای تولید انرژی مورد نیاز برای برخاستن و پرواز پایدار به باتری‌های قدرتمندی نیاز دارند. برای رسیدن به این هدف، یک باتری باید چگالی انرژی بالایی داشته باشد؛ به این معنی که سلول باتری باید بتواند مقدار قابل توجهی انرژی در هر واحد وزن ذخیره کند.
باتری‌های لیتیوم‌یون که در وسایل نقلیه الکتریکی و لوازم الکترونیکی مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، نسبت توان به وزن مناسبی دارند. با این حال، در تامین انرژی مورد نیاز هواپیماهای بزرگ عمکلرد بسیار ضعیفی از خود نشان می‌دهند. به طور کلی، باتری یک هواپیمای الکتریکی به چگالی انرژی حدود ۸۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم (حدود ۳۶۳ وات ساعت در هر پوند) برای پرواز نیاز دارد.
در مقام مقایسه، می‌توان اعلام کرد که در حال حاضر بهترین باتری‌های لیتیوم‌یون تنها می‌توانند در بهترین شرایط به چگالی انرژی حدود ۲۵۰ وات ساعت بر کیلوگرم (حدود ۱۱۳ وات ساعت بر پوند) دست یابند که نسبت به رقم ۸۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم چگالی انرژی مورد نیاز برای باتری هواپیمای الکتریکی، عدد بسیار پایین‌تری را نشان می‌دهد.
یکی دیگر از چالش‌های مهم و مرتبط با باتری‌های لیتیوم‌یون، ایمنی آن‌ها محسوب می‌شود. این نوع باتری‌ها حاوی مواد قابل اشتعال هستند که در صورت بروز نقص یا آتش‌سوزی، خطرات بالقوه‌ای را برای هواپیماهای الکتریکی ایجاد می‌کنند. بر همین اساس، اطمینان از ایمنی مسافران و خدمه هواپیما در صنعت هوانوردی بسیار حائز اهمیت بوده و به همین دلیل جست‌وجو برای جایگزینی باتری‌های ایمن‌تر در اولویت صنعت مذکور قرار دارد.
نمونه اولیه از باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد توسعه‌یافته توسط سازمان ناسا، چگالی انرژی چشمگیر ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم (حدود ۲۲۷ وات ساعت در هر پوند) دارد که در مقایسه با بیشترین چگالی انرژی باتری‌های لیتیوم‌یون به دو برابر چگالی بالاتری رسیده است.
یکی از چالش‌های اصلی در صنعت هوانوردی، تخلیه سریع انرژی مورد نیاز برای برخاستن در هواپیماها است. باتری سلنیوم گوگردی تولید شده توسط سازمان ناسا در این زمینه دست برتر را داشته و انرژی را ۱۰ برابر سریع‌تر از سایر باتری‌های حالت جامد دیگر تخلیه می‌کند؛ اگرچه آزاد شدن سریع انرژی می‌تواند منجر به افزایش دمای باتری شود اما محققان سازمان ناسا اعلام کرده‌اند که باتری سلنیوم گوگردی می‌تواند در برابر حدود دو برابر دمایی که باتری‌های لیتیوم‌یون تحمل خواهند کرد، مقاومت کند.
علاوه بر بهبود ایمنی و چگالی انرژی، تیم تحقیقاتی سازمان ناسا موفق شد وزن باتری‌های خود را تا ۴۰ درصد کاهش دهد. گفتنی است باتری‌های سبک وزن‌تر می‌توانند بهرهوری هواپیماهای الکتریکی را به دلیل امکان افزایش ظرفیت سوخت افزایش دهند. این روند بهبود به نوبه خود می‌تواند قابلیت پیمایش هواپیماهای الکتریکی را افزایش داده و امکان رقابت با هواپیماهای با سوخت فسیلی را برای این نوع از هواپیماها فراهم کند.
اگرچه باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد سازمان ناسا پیشرفتی قابل توجه در توسعه فناوری باتری‌ها در صنعت هوانوردی محسوب می‌شود اما استفاده از آن‌ها در هواپیماهای الکتریکی در مقیاس تجاری زمان‌بر خواهد بود. در حالت کلی، می‌توان بیان کرد که تولید باتری‌های حالت جامد بسیار پرهزینه بوده و هر قطعه جدیدی که قرار است در صنعت هوانوردی به کار گرفته شود، باید قبل از دریافت تاییدیه برای استفاده در مقیاس تجاری، تحت آزمایش‌های دقیق قرار بگیرد و استانداردهای ایمنی سخت‌گیرانه را پشت سر بگذارد.
استفاده از فناوری‌های جدید در توسعه باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد می‌تواند راه را برای حملونقل هوایی پاک‌تر، بهینه‌تر و سازگارتر با محیط زیست هموار کند؛ اگرچه هنوز موانعی برای استفاده از این نوع باتری در هواپیماهای الکتریکی در مقیاس تجاری وجود دارد اما دستاوردهای به دست آمده در توسعه باتری سلنیوم گوگردی حالت جامد، امیدها برای رسیدن به آینده‌ای پایدارتر در سفرهای هوایی را افزایش داده است.
انتهای پیام//
