פיתוח ישראלי: סוללה שעובדת אלפי שעות ללא הפסקה

"פריצת דרך". עין אלי והסוללה | צלם: יח"צ

פרופ' יאיר עין אלי מהטכניון, העומד מאחורי ההמצאה: "מדובר בפריצת דרך. אני עובד כעת על סוללה שמסוגלת גם להיטען, ואז בכלל הגבולות ייפרצו"

14.10.09 | 18:00  גיא גרימלנד
Israeli Hi-Tech and Startups | Hardware

חוקרי הטכניון הצליחו לפתח סוללת סיליקון-אוויר המסוגלת לעבוד אלפי שעות ללא הפסקה. פרופ' יאיר עין אלי מהפקולטה להנדסת חומרים בטכניון, חוקר שנים רבות סוללות מתכת-אוויר. בסוללות המוכרות לנו ישנה אלקטרודה חיובית (+) הנקראת אנודה, ואלקטרודה שלילית (-) שנקראת קטודה. השתיים מופרדות על ידי חוצץ, ובתוכו נמצא נוזל המכיל יונים (אלקטרוליט). "בסוללות מתכת-אוויר יש חיסכון ניכר במשקל ובעלויות, כי למעשה אין בהן קתודה מובנית", מסביר עין אלי. "בסוללה זו הקתודה היא החמצן שבא מן הסביבה דרך ממברנה (זו הסוללה שמשתמשים בה, למשל, כבדי שמיעה, כי היא קלה ומאריכת ימים). בעבר היו ניסיונות לשדרג סוללה כזו גם למכוניות חשמליות ולמכשירים אלקטרוניים נישאים, ועתה קיבל הנושא תנופה מחודשת כאשר החברות 'טויוטה' ו'פנאסוניק' משתפות פעולה בהטמעת סוללת אבץ-אוויר במכוניות חשמליות עתידיות".

המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), לצד חברות מסחריות נוספות כמו יבמ ו"טסלה" ובעידוד הממשל האמריקני, מנסה לפתח סוללות ליתיום-אוויר נטענות בעלות יכולות גבוהות במיוחד. אלה יוכלו להגיע לצפיפות אנרגיה של עד פי עשרה מהטכנולוגיות הקיימות כיום - כלומר, יעבדו פי עשרה יותר זמן, או פי עשרה יותר מרחק נסיעה בהקשר של כלי רכב.

עין אלי מציע להשתמש בסוללת סיליקון-אוויר. "הסיליקון (צורן) הוא חומר נפוץ ביותר, אינו מסוכן ויציב למדי, קל משקל ובעל תכולת אנרגיה גבוהה (ארבעה אלקטרונים מועברים במהלך חימצון אטום סיליקון יחיד). אנו למעשה הופכים אותו לחול (צורן דו-חמצני) במהלך פריקת הסוללה. זו תהיה סוללה לא נטענת, דוגמת הסוללות המוכרות לנו כיום", הוא מסביר.
סוללה כזו, בעלת אורך חיי מדף בלתי מוגבל, תהיה יעילה לשימוש בתחומי הרפואה והאלקטרוניקה, כחלק מובנה מהתקן הבנוי כולו מסיליקון. הסוללה החדשנית תוכל לספק אנרגיה של עד אלפי שעות עבודה ללא החלפה. עבודת הפיתוח של סוללת הסיליקון-אוויר נעשתה במימון הקרן הדו-לאומית למחקר, בהשתתפות הדוקטורנט גיל כהן וד"ר דוד סטרוסבצקי מהטכניון ופרופ' דיגבי מקדונלד מאונ' פנסילבניה בארה"ב.

פרופ' עין אלי, האם הסוללה קיימת או שמדובר במודל תיאורטי בלבד?

"יש סוללה והיא עובדת. בשלב זה היא פועלת בתנאי מעבדה והשאלה היא אילו אפליקציות ניתן להתאים לה".

באילו מוצרים אתה רואה אפשרות לשלב את הסוללה?

"אפשר לשלב את הסוללה במכשירי שמיעה ולהגדיל את השימוש בהם פי ארבעה. בעתיד היותר רחוק ניתן יהיה לשלב את הסוללה גם במוצרים אלקטרוניים, כשנוכל להגדיל את הספקת הזרם, שכן הסוללה תומכת רק בזרמים נמוכים כרגע. דוגמה אחרת היא משאבות לחולי סכרת שצריכות לתת אספקה רציפה של אינסולין לחולים".

אם משווים את הסוללה שפיתחת לסוללות הרגילות שקיימות בשוק - סוללות חשמל (סוללות אלקליין) - מה בעצם ההבדל?

"הסוללה שפיתחתי מספקת אנרגיה עד פי 20 יותר לעומת הסוללה הרגילה. זו פריצת דרך".

מדובר בסוללה לא נטענת.

"בשלב זה כן, אבל אני עובד על סוללה שמסוגלת להיטען - ואם זה יקרה הגבולות ייפרצו".