يعاني العالم من عدد كبير من المخاطر البيئية المتزايدة ، لعل أبرزها خطر الاحتباس الحراري من جهة ، واستهلاك موارد الوقود العضوي من جهة أخرى. بعد النجاح الذي حققته السيارات الكهربائية في السنوات الأخيرة ، يحتاج العالم الآن إلى الطائرات الكهربائية بمعدل أسرع.
تستهلك الطائرات حاليًا كمية كبيرة من الوقود ، فعلى سبيل المثال ، تستهلك بوينغ 747 جالونًا كاملاً من الوقود في الثانية للطيران. مع وجود 8.2 مليار شخص يسافرون كل عام بحلول عام 2037 ، فإن الخطر آخذ في الارتفاع.
وهكذا ، تبنى رواد البحث والعلماء ورجال الأعمال حلم الطائرات الكهربائية منذ نهاية القرن التاسع عشر. في الواقع ، كانت هناك العديد من الجهود للطيران على أساس الطاقة النظيفة. بما في ذلك الاعتماد على الألواح الشمسية ، أو من خلال نقل طاقة الميكروويف.
مع مرور الوقت وتطور البطاريات ، بدأت الطائرات تعتمد على الطاقة الكهربائية بأكثر من طريقة. لكن التحدي الأكبر كان موازنة الوزن الثقيل للبطاريات مع قدرتها على الطيران.
وذلك لأن طائرة ضخمة نراها اليوم تحتاج إلى ما يصل إلى 1.2 مليون رطل من البطاريات لتتمكن من الحصول على نفس الطاقة التي تستهلكها من المحركات التقليدية. بالطبع هذا مستحيل.
الطائرات الكهربائية وتطور البطاريات
يجب أن تكون البطاريات أخف وزنًا وأكثر كفاءة حتى نتمكن من الاعتماد عليها لتشغيل الطائرات الكهربائية. بالإضافة إلى توفير مستويات الموثوقية المطلوبة التي توفرها محركات الاحتراق الداخلي التي تعتمد عليها حاليًا.
وعلى الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون هي البطاريات الأكثر شيوعًا حاليًا. ومع ذلك ، فقد عمل العلماء لسنوات لتطوير بدائل تعتمد على عناصر كيميائية أخرى ، مثل الصوديوم.
بينما توفر بطاريات الليثيوم أيون طاقة بكثافة 260 واط / كجم ، تمكنت CATL من توفير طاقة بكثافة 160 واط / كجم على أساس أيون الصوديوم ، على أمل الوصول إلى 200 واط / كجم بحلول عام 2023.
تأتي بعض البطاريات الأخرى بوزن أخف من بطاريات الليثيوم أيون ، مع موثوقية أكبر ووقت تشغيل أطول. ومع ذلك ، فإنه لا يزال في المراحل الأولى من التطور.
ولكن من ناحية أخرى ، لا تزال عناصر الموثوقية والسلامة في الطائرات الكهربائية بحاجة إلى تحسين كبير. هذا لأن خلية في البطارية ، أو البطارية بأكملها ، يمكن أن ترتفع درجة حرارتها إلى ما بعد المستويات الآمنة. خاصة في أنظمة البطاريات المصممة للاحتفاظ بالطاقة لأطول فترة ممكنة.
لا شك أن الطائرات الكهربائية ستواجه تحديًا كبيرًا تواجهه السيارات الكهربائية حاليًا. هو توازن المسافة مع سرعة وسعة البطارية. بالتأكيد لن تكون شركة الطيران سعيدة عندما تنفد البطاريات أثناء تحليق الطائرة.