מגזין הטכניון | סתיו 2022

24 אנרגיה מתחדשת ה עידן חדש באגירת אנרגיה קבוצת מחקר מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים מדווחת על הצלחה בפיתוח סוללות סיליקון נטענות https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202201626 למאמר: מאופיין ביציבות ובצפיפות אנרגיה גבוהה - מאפיינים ההופכים אותו לחומר מתאים לסוללות. המחקר בנושא זה במעבדה של פרופ׳ עין אלי החל , וכבר הניב פיתוח של סוללות 2009 כבר בשנת סיליקון-אוויר. כעת מפרסמת קבוצת המחקר בראשות פרופ’ עין אלי פריצת דרך חדשה: סוללות נטענות על בסיס סיליקון, ללא ליתיום. את המחקר הובילו Advanced Energy Materials שהתפרסם ב- הדוקטורנט אלון אפשטיין מהצד הניסויי וד”ר איגור בסקין מהצד התאורטי, והשתתף בו פרופ’ מתי סאס מהפקולטה להנדסת מכונות. צוות המחקר הראה כיצד הסיליקון מתמוסס בעת פריקת הסוללה ומשוקע בחזרה בעת הטעינה באופן המאפשר פריקה וטעינה לסירוגין. בניסויים שנערכו במעבדה הצליחו החוקרים להדגים מספר סבבים של פריקה-טעינה, והם מעריכים כי שיפור התכן יוביל להגדלת מספר הסבבים והנצילות האנרגטית. לדברי פרופ’ עין אלי, “הוכחת היתכנות זו עשויה לסלול דרך לקראת סוללות נטענות משופרות, וכך להאיץ את פיתוחם של מצברים יעילים לאגירת אנרגיה.” המחקר נתמך על ידי המועצה להשכלה גבוהה והקרן הלאומית למדע, התוכנית הלאומית לתחליפי דלקים. צורך הגובר בשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים מציב אתגרים הנדסיים רבים ובהם אתגר האגירה. מאחר שמקורות אלה אינם יציבים על ציר הזמן - קרינת השמש אינה מגיעה לכדור הארץ כל שעות היום ואנרגיית הרוח אינה קבועה בעוצמתה - נדרשים פתרונות אחסון יעילים. מעבר לסוגיה הסביבתית והאקלימית קיימים אתגרים טכנולוגיים רבים, למשל בהנעת כלי רכב חשמליים. מצברים חזקים וארוכי טווח הם משאלה שעדיין לא התגשמה, וכיום מבוססים המצברים האלה ברובם על סוללות ליתיום-יון המאופיינות במחיר גבוה ובהשלכות סביבתיות שליליות. על רקע זה נערכים בעשורים האחרונים מחקרים רבים שנועדו לפתח סוללות המבוססות על רכיבים זולים וזמינים יותר כגון מגנזיום, סידן, אלומיניום ואבץ. זהו הרקע למחקרים הנערכים במעבדתו של פרופ’ יאיר עין-אלי בנושא סוללות מבוססות סיליקון. פרופ’ עין אלי הוא חבר סגל בפקולטה למדע והנדסה של , תוכנית האנרגיה ע”ש גרנד GTEP חומרים וחבר ב- בטכניון. סיליקון הוא היסוד הנפוץ ביותר בקרום כדור הארץ מלבד חמצן ולכן הוא זמין וזול. יתרה מזו, הוא פרופ’ יאיר עין-אלי אלון אפשטיין