יותר מ-16 מיליון כלי רכב חשמליים נוסעים היום על כבישי העולם, לפי הערכות. לפי תחזיות, עד סוף העשור צפוי המספר הזה לזנק ל-350 מיליון. אבל בדרך לשם צריכות המכוניות החשמליות לעבור מספר משוכות, שהעיקרית ביניהן היא סוללות טובות יותר, שיוכלו לספק טווח גבוה יותר בעלויות וזמני טעינה נמוכים יותר ורמת בטיחות גבוהה יותר. עיצובים חדשים רבים מתחרים ביניהם על יורשי הליתיום-יון, טכנולוגיית הסוללות המיושנת שאיתה אנחנו תקועים עשרות שנים. נעזרנו ב-Claude כדי למדוד לאן הולך הזרם.
סוללות ליתיום-יון התקדמו בצורה עצומה מאז היישומים הראשונים שלהן בשנות ה-60 – אך יש להן כמה מגבלות. שינויים בחומרי הגלם של האלקטרודה סיפקו שיפורים מצטברים, וביניהם אנודות מתכת ליתיום המציעות צפיפות אנרגטית גבוהה – אך יוצרות בעיות עם היווצרות דנדריטים ושריפות. החלפת האלקטרוליט הנוזלי בפולימר מוצק או קרמי עשויה לאפשר אנודות מתכת ליתיום תוך שיפור הבטיחות והביצועים.
כמה חברות מפתחות סוללות ליתיום מוצק, המתוכננות לשחרור בסביבות 2025 – אם כי נותרו כמה מכשולים לפתור בדרך לייצור. בהמשך, סוללת ליתיום-אוויר, שהוכרזה על ידי Argonne National Lab, פועלת באופן מפתיע תוך ניצול של חמצן מהאוויר. למרות שהיא עדיין בשלבי פיתוח מוקדמים, צפיפות האנרגיה הגבוהה מאוד שלה יכולה להיות שימושית עבור מטוסים חשמליים.
בחיפוש אחר עלויות נמוכות יותר, סוללות נתרן-יון מחליפות את הליתיום בנתרן, שהוא חומר נפוץ הרבה יותר (החומר שנותן למלח את טעמו). יצרניות רכב סיניות מתכננות לשחרר השנה מכוניות חשמליות במחיר סביר עם סוללות נתרן, המציעות טווח הגון. הביצועים עדיין נמצאים בפיגור לעומת ליתיום-יון, אך מציגים אפשרויות מבטיחות לאחסון חשמל עבור רשתות חשמל. כדי לאפשר טווחים ארוכים יותר, יש צורך באלקטרודות טובות יותר המותאמות לנתרן.
הרכבים כימיים יצירתיים אחרים לסוללות שואפים לקיימות תוך שימוש בחומרים זולים המצויים בשפע. אופטימיזציה של כל טכנולוגיה חדשה נמשכת שנים רבות, אבל בינה מלאכותית ובדיקה בתפוקה גבוהה מאיצים את התהליך. בקרוב אנו עשויים לראות סוללות מיוחדות לרכבים חשמליים בעלות הרכבים כמו נתרן-יון לנסיעות עירוניות קצרות וליתיום מוצק או ליתיום-אוויר לכלי רכב לנסיעות ארוכות יותר (למשל, אוטובוסים ומשאיות או מכוניות יוקרה). המירוץ להפעלת העתיד החשמלי כבר החל.