شحن لاسلكي للسيارات الكهربائية بكفاءة 98.5% يمهد لتقنيات جديدة

نجح فريق بحثي مشترك من علماء صينيين وبريطانيين في تطوير نظام شحن لاسلكي للسيارات الكهربائية باستطاعة تصل إلى 20 كيلوواط، مع تحقيق كفاءة تحويل بلغت 98.51%، في خطوة تستهدف معالجة عدد من التحديات المرتبطة بالشحن اللاسلكي للمركبات.

ونشرت نتائج الدراسة في مجلة Nature Communications، وشارك فيها باحثون من معهد دونغقوان لعلوم وتكنولوجيا المواد التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة مدينة هونج كونج، وجامعة كامبريدج، ومعهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم.

ويركز الابتكار على استخدام خليط معدني بلوري نانوي ضمن البنية المغناطيسية للنظام، بهدف الجمع بين كثافة الطاقة المرتفعة والاستقرار الحراري والكفاءة العالية، وهي عوامل تمثل تحديا في أنظمة الشحن اللاسلكي التقليدية التي تعتمد على مواد الفريت.

وصمم الفريق بنية مغناطيسية تشبه الجسر، بما يسمح للنظام بالعمل لفترات طويلة عند درجات حرارة مرتفعة خلال عمليات نقل الطاقة.

ويبلغ طول الشريط المغناطيسي المستخدم في النظام 440 ملليمترا، بينما يصل عرضه إلى 330 ملليمترا، ولا يتجاوز سمكه 4 ملليمترات، وهو ما يمثل نحو نصف سمك حلول الفريت التقليدية، مع قدرة على التعامل مع كثافة طاقة أعلى.

ويعتمد النظام على نقل الطاقة لاسلكيا دون الحاجة إلى توصيل كابل بالسيارة، وهو ما قد يجعله مناسبا للتطبيقات التي تتطلب عمليات شحن متكررة وآلية، خصوصا مع التوسع المتوقع في استخدام المركبات ذاتية القيادة.

ولا يقتصر المجال المحتمل للتكنولوجيا على السيارات الكهربائية، إذ يمكن استخدامها في عدد من تطبيقات النقل والمركبات الآلية، بما في ذلك أنظمة السكك الحديدية، والروبوتات الصناعية، والطائرات منخفضة الارتفاع.

ويعمل الباحثون حاليا على مواصلة تطوير النظام لرفع مستوى الأداء والكفاءة، بينما يدفع معهد دونغقوان نحو تسريع انتقال التكنولوجيا من مرحلة البحث إلى التطبيق الصناعي.

وتأتي هذه الجهود بالتزامن مع توجه الصين لتوسيع استخدام المركبات الذكية والمتصلة وتقنيات القيادة الذاتية، ضمن خطتها لصناعة مركبات الطاقة الجديدة خلال الفترة من 2026 إلى 2030، والتي تستهدف توسيع تطبيقات القيادة الذاتية في الطرق السريعة والطرق الحضرية الرئيسية.

وتمنح تقنيات الشحن اللاسلكي أهمية خاصة للمركبات ذاتية القيادة، لأنها قد تتيح مستقبلا تنفيذ عمليات الشحن دون تدخل بشري مباشر، وهو ما يدعم فكرة تشغيل المركبات لفترات أطول بصورة آلية.