بحث لمدة عشر سنوات عن بطارية يمكن أن تنهي عصر البنزين | أخبار التكنولوجيا

“عجلات الغزل” ، قال. تم إرفاق مقطع فيديو قصير يوضح سيارة على بكرات في مركز اختبار داخلي.

لم يكن هناك شيء رائع في الفيديو. ولكن بالنسبة إلى هوانغ ، الرئيس التنفيذي لشركة Factorial Energy ، كان الفيديو علامة فارقة في مسعى احتلت عقدًا من حياتها.

كان هوانغ ، زوجها ، أليكس يو ، وموظفيها في العامل ، يعملون على نوع جديد من بطارية المركبات الكهربائية ، والمعروفة باسم Solid State ، والتي يمكن أن تحول صناعة السيارات على رأسها – إذا كان يمكن التغلب على عدد شاق من التحديات التقنية.

بالنسبة لهوانغ وشركتها ، كان لدى البطارية القدرة على تغيير الطريقة التي يفكر بها المستهلكون في السيارات الكهربائية ، وإعطاء الولايات المتحدة وأوروبا ساقًا في الصين ، والمساعدة في إنقاذ الكوكب.

Factorial هي واحدة من العشرات من الشركات التي تحاول اختراع البطاريات التي يمكنها شحن أسرع ، وتذهب إلى أبعد ، وجعل السيارات الكهربائية أرخص وأكثر ملاءمة من مركبات البنزين. يمكن أن تكون السيارات الكهربائية سلاحًا قويًا ضد تغير المناخ وتلوث الهواء الحضري.

كان الفيديو الذي هبط في هاتف هوانغ من Uwe Keller ، رئيس تطوير البطارية في مرسيدس بنز ، الذي كان يدعم أبحاث العازف بالمال والخبرة.

أشار مقطع قصير ، لسيارة سيارة مرسيدس في مختبر أبحاث بالقرب من شتوتغارت ، ألمانيا ، إلى أن الشركة قامت بتثبيت بطارية Factorial في سيارة – وأنها يمكن أن تجعل العجلات تتحرك بالفعل.

كان الاختبار خطوة مهمة للأمام في رحلة بدأت بينما كان هوانغ ويو لا يزالون طلاب دراسات عليا في جامعة كورنيل. حتى ذلك الحين ، كان كل أعمالهم في المختبرات. كان هوانغ متحمسًا لأن اختراعهم كان يغامر في العالم.

ولكن لا يزال هناك طريق طويل للذهاب. لم يتم بعد إخراج مرسيدس مع بطارية مصورة على الطريق.

أنتجت العديد من الشركات الناشئة نماذج أولية بطارية الحالة الصلبة. ولكن لم يضع أي صانعال سيارات أمريكي أو أوروبي واحدة في مركبة إنتاج وأثبتت أن التكنولوجيا يمكن أن تنجو من المطبات والاهتزازات والرطوبة في الشوارع.

في أواخر عام 2023 ، اقترح كيلر ، وهو مهندس مرسيدس المخضرم ، Huang أن يحاولوا.

قال كيلر في وقت لاحق: “نحن شباب سيارات”. “نحن نؤمن بالأشياء التي تتحرك حقًا.”

هوانغ تبرز في مكان يسيطر عليه رجال من وادي السيليكون. بعض التباهي حول أسبوع العمل لمدة 100 ساعة ؛ إنها تؤمن بنوم جيد ليلة. وقالت: “وجود عقل واضح لاتخاذ القرار الصحيح هو أكثر أهمية من عدد الساعات التي تعمل فيها”.

نشأت هوانغ في نانجينغ ، الصين ، حيث كانت في برنامج المدرسة الابتدائية التي جمعت بياناتها البيئية. غرس البرنامج اهتمامًا بالكيمياء وتوعية عادم المركبات والتلوث الصناعي الذي يخنق الهواء Nanjing. وأدركت ، تتذكر ، “نحن بحاجة إلى تنمية كوكب أكثر صحة للبشر”.

في مهجع في جامعة شيامن على الساحل الجنوبي للصين ، حيث درست الكيمياء ، شاهدت إعلانًا لبرنامج التبادل السويدي. بعد قضاء عامين هناك ، تم قبول هي وأليكس في برامج الدكتوراه في قسم الكيمياء في كورنيل. وصلت إلى إيثاكا ، نيويورك ، في عام 2009. لقد أصبحا منذ ذلك الحين مواطنين أمريكيين.

Yu هو الآن كبير مسؤولي التكنولوجيا في Factorial. الشركة ، بهذا المعنى ، عملية عائلية.

في البداية ، ركزت الشركة على تحسين المواد التي تسمح للبطاريات بتخزين الطاقة. تغير ذلك بعد استثمار مرسيدس في عام 2021. كانت مرسيدس تبحث عن قفزة تكنولوجية أكبر وشجع العامل على متابعة الحالة الصلبة.

تحتوي التكنولوجيا على هذا الاسم لأنها تلغي الخليط الكيميائي السائل ، والمعروف باسم المنحل بالكهرباء ، والذي يساعد على نقل أيونات محملة للطاقة داخل البطارية. الشوارد السائلة قابلة للاشتعال للغاية. استبدالها بكهرباء صلبة أو مثل الجيلاتين يجعل البطاريات أكثر أمانًا.

يمكن شحن البطارية التي لا ترتفع درجة الحرارة بشكل أسرع ، ربما في وقت أقل من الوقت الذي يستغرقه ملء سيارة بالبنزين. وبطاريات الحالة الصلبة تحزم المزيد من الطاقة في مساحة أصغر.

لكن بطاريات الحالة الصلبة لها عيب كبير واحد: خلايا البطارية هذه أكثر عرضة لتنمية المخالفات الشائكة التي تسبب دوائر قصيرة. تنتظر ثروات شاسعة أي شركة يمكنها التغلب على هذه المشكلة وتطوير بطارية متينة وآمنة وسهلة التصنيع بسعر معقول.

واجه العامل هذه المشكلة في عام 2022 ، حيث أنشأ مصنعًا تجريبيًا صغيرًا في Cheonan ، كوريا الجنوبية ، وهي مدينة بالقرب من سيول معروفة بصناعة التكنولوجيا. أصبح المشروع ، على حد تعبير هوانغ ، “جحيم الإنتاج”.

لكسب المال ، لا يمكن لمصنع البطارية إنتاج الكثير من الخلايا المعيبة. من الناحية المثالية ، يجب أن تكون النسبة المئوية للخلايا القابلة للاستخدام 95 ٪ على الأقل. إن ضرب هذا الهدف أمر صعب للغاية ، ويتضمن مواد كيميائية متطايرة وفواصل هشة وتعبئتها في خلايا ذات هامش صفر للخطأ.

في البداية ، كان خط تجميع النموذج الأولي في كوريا الجنوبية 10 ٪ فقط ، مما يعني أن 90 ٪ من بطارياتها كانت معيبة.

“كانت هناك دائمًا قضايا” ، قال هوانغ. “كانت هناك نقطة ، كنت مثل ، لا أعرف حتى ما إذا كان بإمكاننا القيام بذلك.”

بحلول عام 2023 ، أنتجت Factorial خلايا كافية مناسبة لسيارة بدأ Keller تفكر في تثبيتها في سيارة. ذهب كيلر إلى علا كيلنيوس ، الرئيس التنفيذي لشركة مرسيدس ، الذي وقع في المشروع.

فوجئت هوانغ قليلاً عندما أخبرها كيلر في أواخر عام 2023 أن مرسيدس أرادت أن تضع الخلايا في مركبة عاملة. قالت: “لم ندرك أن الأمر سيأتي قريبًا ، بصراحة”.

ولكن بحلول يونيو 2024 ، تمكنت Factorial من إنتاج ما يكفي من الخلايا عالية الجودة للإعلان عن أنها بدأت في إيصالها إلى مرسيدس. في نوفمبر / تشرين الثاني ، حقق المصنع في كوريا الجنوبية 85 ٪ ، وهو أفضل نتيجة حتى الآن.

لا يزال يتعين على مرسيدس معرفة كيفية حزم الخلايا بطريقة من شأنها حمايتها من الأوساخ والرطوبة على الطرق السريعة. واضطررت إلى دمج حزمة البطارية في مركبة ، وتوصيلها بأنظمة التحكم في السيارة.

بحلول عيد الميلاد 2024 ، قام فريق يعمل في مركز الأبحاث الرئيسي في مرسيدس خارج شتوتغارت بإرسال كيلر إلى هاتين الكلمتين: “عجلات الغزل”.

اعترف كيلر بأنه أصبح عاطفيًا عندما أرسله فريقه فيديو السيارة. انتظر حتى بعد عيد الميلاد لإعادة توجيهه إلى هوانغ مع نفس الكلمتين.

بعد عدة أسابيع ، أخذ مهندسو مرسيدس السيارة مع بطارية Factorial ، وهي سيارة EQS Electric Sedan القياسية على خلاف ذلك ، إلى مسار الشركة في أول اختبار للطرق.

قاد المهندسون السيارة ببطء في البداية. قاموا بمراقبة البيانات الفنية بعناية معروضة على شاشة لوحة القيادة.

قادوا أسرع وأسرع حتى ، بحلول اليوم الرابع ، وصلوا إلى 100 ميل في الساعة. البطارية لم تنفجر. من الناحية النظرية ، يمكنها تشغيل السيارة لمسافة 600 ميل.

والخطوة التالية هي تجهيز أسطول من مركبات مرسيدس بالبطاريات ، وإكمال عملية التصنيع والقيام بالاختبار المطلوب لبدء بيعها. ربما يستغرق ذلك حتى عام 2028 ، على الأقل. لا يتوقع العديد من الخبراء أن تكون السيارات ذات البطاريات الصلبة متوفرة على نطاق واسع حتى عام 2030 ، في أقرب وقت ممكن.

في أبريل ، وجد هوانغ أخيرًا وقتًا للسفر إلى شتوتغارت وركوب السيارة بنفسها.

شاهدت هوانغ العديد من الصور للسيارة ، لكنها ما زالت تشعر بالإثارة عندما فتحت أبواب المرآب. لقد شعرت “كصديق طويل المدى” ، قالت. “مثل ، أخيرًا أراك!”

أخذها سائق مرسيدس لتدور على مسار الاختبار.

ظهرت هذه المقالة في الأصل في صحيفة نيويورك تايمز.