في السيارات الكهربائية والهجينة، تعد البطاريات واحدة من أهم الأجزاء نظراً لكونها تعمل على إمداد الطاقة الكهربائية المخزنة فيها إلى المحركات التي تساعدها على التنقل من مكان إلى آخر. هناك أنواع من البطاريات تحتوي على عنصر النيكل الذي يتم استخدامه في صناعتها نظراً لتوفيره مجموعة من المميزات التي تساعد السيارات على تأدية المهام المتوقعة منها على الطرقات. في هذا المقال، سنلقي نظرة على بطاريات النيكل في السيارات.
بطاريات السيارات التي تحتوي على النيكل
دعونا نتعرف الآن على كل شيء عن البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل على دراية بتاريخها، وأنواعها، ومميزاتها، وسلبياتها.
لمحة عن بداية تاريخ بطاريات النيكل
تم اختراع البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل على يد المهندس السويدي إرنست فالديمار يونغنر منذ أكثر من 100 عام عندما كانت بطاريات الرصاص الحمضية الخيار الوحيد المتوفر في عالم الصناعات. أثبتت البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل جدارتها بسبب عمرها التشغيلي الطويل، ولذلك استخدمت في تشغيل السيارات في بداية القرن العشرين. مع مرور السنوات، ظهرت أنواع مختلفة من البطاريات النيكل التي استخدمت في السيارات.
استخراج النيكل
يتم استخراج النيكل من المناجم في أكثر من 25 دولة حول العالم لكي يتم استخدامه في إنتاج البطاريات الخاصة بالسيارات. هناك أنواع عديدة من خامات النيكل، تتطلب جميعها وسائل استخراج مختلفة من أجل استخدامها في صناعة البطاريات المخصصة للسيارات الكهربائية والهجينة.
تدوير النيكل
يتميز النيكل بكونه مادة قابلة لإعادة التدوير إذ يمكن استخدامه مراراً وتكراراُ دون فقدان جودته. يتم استخدام النيكل المعاد تدويره من البطاريات في صنع بطاريات أخرى جديدة لمختلف السيارات المصنعة من قبل الشركات العالمية.
أنواع البطاريات التي تحتوي على النيكل
هناك أنواع من البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل ليتم استخدامها في السيارات المختلفة المتوفرة من قبل الشركات المرموقة. لا يوجد نوع واحد من البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل، بل هناك عدة أنواع يتم استخدامها في السيارات. فيما يلي أبرز أنواع البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل:
بطاريات النيكل والمنجنيز والكوبالت
بطارية النيكل والمنجنيز والكوبالت (Nickel Manganese Cobalt) هو نوع من بطاريات الليثيوم أيون التي تجمع بين النيكل والمنغنيز والكوبالت في تركيبها الكاثودي. تُستخدم هذه البطاريات عادة في السيارات الكهربائية نظراً لتوفيرها الأداء الذي تتطلبه لكي تتمكن من تقديم مهامها على الطرقات. فيما يلي مميزات وسلبيات بطاريات النيكل والمنجنيز والكوبالت:
المميزات
- توفيرها طاقة عالية
- ضمانها عدد شحنات أعلى
- توفيرها مستوى أعلى من الأمان
- قدرتها على تخزين كميان كبيرة من الطاقة في مساحة أصغر
السلبيات
- لا تشحن بسعة مقارنة بمركبات الليثيوم أيون
- احتوائها على الكوبالت الذي يؤثر على الطبيعة
- أسعارها المرتفعة بسبب تصنيعها الذي يحتوي على الكوبالت
- تتعرض إلى التدهور السريع عند تعرضها لدرجات الحرارة العالية
- تحتاج إلى أنظمة إدارة حرارية فعالة لمنع ارتفاع درجة الحرارة والهروب الحراري
بطاريات النيكل والكوبالت والألومنيوم
بطاريات النيكل والكوبالت والألومنيوم (Nickel Cobalt Aluminum) هي نوع آخر من بطاريات الليثيوم أيون والذي يستخدم كاثوداً مكوناً من النيكل والكوبالت والألومنيوم. بدلاً من المنغنيز، تستخدم هذه البطاريات الألومنيوم بهدف ضمان زيادة الاستقرار. يمكن استخدام بطاريات النيكل والكوبالت والألومنيوم في السيارات الكهربائية والهجينة القابلة لإعادة الشحن على سبيل المثال، وفيما يلي مميزاتها وسلبياتها:
المميزات
- كثافة طاقتها العالية
- إمكانية شحنها بسرعة
- عدد دورات شحنها العالية
- توفيرها سعة طاقة عالية مقارنة ببطاريات أكسيد الليثيوم والكوبالت
السلبيات
- أسعارها المرتفعة بسبب احتوائها على الكوبالت
- غير صديقة للبيئة لأن استخراج الكوبالت يؤدي إلى التلوث
- تتطلبها لأنظمة إدارة البطاريات المتقدمة لمراقبة وتنظيم درجة الحرارة والجهد والتيار لمنع ارتفاع درجة الحرارة أو الهروب الحراري بسبب احتوائها على النيكل بكميات كبيرة
بطاريات هيدريد النيكل والمعدن
بطاريات هيدريد النيكل والمعدن (Nickel-Metal Hydride) هي بطاريات عالية الأداء وقابلة لإعادة الشحن، تُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات مثل السيارات الهجينة. يتكون القطب الموجب من هذه البطاريات من هيدروكسيد النيكل، بينما يتكون قطبها السالب من سبيكة ماصة للهيدروجين، وعادةً ما يكون الإلكتروليت عبارة عن محلول هيدروكسيد البوتاسيوم. دعونا نتعرف على مميزات وسلبيات بطاريات هيدريد النيكل والمعدن:
المميزات
- أسعارها الجيدة
- توفيرها طاقة عالية
- تمتعها بعدد إعادة شحنات عالية قبل انخفاض كفاءتها بشكل كبير
- تمتعها بكثافة طاقة أعلى تضمن تخزين المزيد من الطاقة بنفس الحجم
- صديقة للبيئة لأنها لا تحتوي على الكادميوم السام مما يجعل التخلص منها وإعادة تدويرها أسهل
السلبيات
- احتمالية نقصان عمرها الافتراضي بسبب الحر
- وزنها الأكبر والأثقل مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون
- احتمالية ارتفاع درجة حرارتها بشكل كبير بسبب الحر
- نقصان شحنها ببطء مع مرور الوقت حتى لو لم يتم استخدامها
- إذا لم يتم تفريغ طاقتها بالكامل قبل إعادة الشحن، فقد تنخفض سعتها الفعالة تدريجياً مع مرور الوقت
الأسئلة الأكثر تكراراً
ما مزايا بطاريات النيكل المستخدمة؟
تتضمن مميزات أو خصائص بطاريات النيكل كثافة طاقتها العالية، وعدد دورت شحنها العالية، وغيرها.
ما هي عيوب بطاريات النيكل؟
تتضمن عيوب بطاريات النيكل وزنها الأكبر والأثقل مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون، واحتمالية نقصان عمرها الافتراضي بسبب الحر، وغيرها.
ما أبرز أنواع بطاريات السيارات النيكل؟
تتضمن أبرز أنواع البطاريات التي تحتوي على عنصر النيكل ما يلي:
- النيكل والمنغنيز والكوبالت
- النيكل والكوبالت والألومنيوم
- هيدريد النيكل والمعدن
ما السيارات التي تستخدم بطاريات تحتوي على عنصر النيكل؟
هناك العديد من السيارات التي تستخدم بطاريات تحتوي على عنصر النيكل مثل تويوتا بريوس، وتسلا موديل واي.
نصل الآن إلى نهاية مقالنا عن بطاريات النيكل في السيارات الكهربائية والهجينة في عالم المحركات. يتم استخدام بطاريات النيكل في السيارات نظراً للمزايا التي تقدمها، ولكن هناك مجموعة من العيوب المتعلقة بها. في النهاية، لا تنسى تصفح مدونة دوبيزل للسيارات للتعرف على بطاريات الليثيوم أيون وغيرها من المواضيع في وقت فراغك.
مقالات ذات صلة
