הדור הבא של הסוללות: מעבר מ'ליתיום-יון' ל'סוללות מצב מוצק' – חלום או מציאות?

מאת: אריאל מליק, יזם בתחום האנרגיה המתחדשת

בעשור האחרון הפכה האנרגיה לא רק למשאב – אלא לסוגיה אסטרטגית, חברתית וסביבתית. ככל שתהליכי המעבר לאנרגיה מתחדשת מתקדמים, ברור לכולנו כי אגירת אנרגיה היא לא עוד נדבך טכני – אלא תנאי יסוד לקיימות, עצמאות אנרגטית וחדשנות טכנולוגית. בתוך כך, נושא הסוללות מצוי בליבת השיח, ובעיקר – השאלה הגדולה: האם סוללות מצב מוצק (Solid-State Batteries) עומדות להחליף את סוללות הליתיום-יון המוכרות?

"אנחנו עדים לרגע שבו השאלה היא כבר לא 'האם' – אלא 'מתי', ואיך נבנה את הגשר מהמעבדה אל התעשייה," אני נוהג לומר כששואלים אותי על עתיד האגירה.

ליתיום-יון: פתרון שהביא מהפכה – אך גם מגבלות

אין ספק שסוללות ליתיום-יון שינו את פני התחבורה, התקשורת והצריכה הביתית. הן אפשרו טעינה מהירה, אגירה יחסית גבוהה ומשקל סביר. אך במקביל, הן מלוות אותנו עם לא מעט אתגרים:

• בטיחות – סכנת התחממות והתלקחות

• הזדקנות כימית – קיבולת שמצטמצמת עם הזמן

• תלות חומרית – שימוש בקובלט וניקל, שכרוך בעלויות סביבתיות ואתיות

הצורך לפתח חלופות הפך דחוף יותר מאי פעם.

סוללות מצב מוצק – שינוי פרדיגמה טכנולוגי

סוללות מצב מוצק מחליפות את האלקטרוליט הנוזלי הקיים בסוללות הליתיום-יון באלקטרוליט מוצק. השינוי הזה לכאורה קטן – אך בפועל, הוא משנה את חוקי המשחק. מדובר על סוללה בטוחה יותר, עם קיבולת גבוהה יותר, חיי מדף ארוכים משמעותית, ויכולת טעינה מהירה הרבה יותר.

"זהו לא שיפור – זו קפיצה. כשנבין את הפוטנציאל, נגלה שזה לא דור המשך, אלא דור חדש לגמרי," אני מסביר לא אחת כשאני מציג את הנושא בפני משקיעים או רגולטורים.

יתרונות בולטים – וגם אתגרים

יתרונות מרכזיים:

• בטיחות גבוהה: אין סכנת דליפה או התלקחות

• צפיפות אנרגטית גבוהה: פי 2 ואף יותר לעומת ליתיום-יון

• יכולת טעינה מהירה יותר משמעותית

• עמידות בטמפרטורות קיצוניות

אך גם אתגרים:

• עלויות ייצור גבוהות (נכון להיום)

• מורכבות הנדסית בפיתוח האלקטרוליט המוצק

• קשיים בהעברתו לייצור המוני בקנה מידה תעשייתי

מה קורה בעולם?

חברות מובילות כמו Toyota, Samsung, QuantumScape וחברות סטארטאפ מתקדמות ברחבי ארה"ב, יפן ואירופה משקיעות סכומים עתק בפיתוח סוללות מוצק. חלקן כבר דיווחו על פריצות דרך – אך עדיין ללא חדירה מסחרית רחבת היקף.

מדינות כמו גרמניה ודרום קוריאה מקצות תקציבים ממשלתיים למחקר ולפיילוטים ראשוניים, מתוך הבנה שזהו תחום שעשוי להכריע את מאזן החדשנות התעשייתית בעשור הקרוב.

ומה לגבי ישראל?

בישראל קיים ידע מדעי מרשים בתחום החומרים, אך הפער בין המחקר לבין הפיתוח היישומי ניכר. אני סבור שזה הזמן למנף את היתרון האקדמי של ישראל, לחבר בין תעשיות הביטחון, ההייטק והתחבורה, ולהציב את ישראל כשחקנית טכנולוגית גם בתחום הסוללות – לא רק כמשתמשת, אלא כיצרנית עתידית.

"היכולת שלנו להיות בחזית הטכנולוגיה לא תלויה רק במדענים – אלא בשאלה האם תהיה מדיניות, רגולציה וחזון תעשייתי מקיף."

מבט לעתיד – ומה נדרש כדי שזה יקרה?

כמו בכל מהפכה טכנולוגית, המעבר מסוללות ליתיום-יון למצב מוצק יקרה לא ביום אחד – אך הוא כנראה בלתי נמנע. הדרך לשם תדרוש:

• השקעות ממשלתיות בתשתית פיתוח וייצור

• שיתופי פעולה גלובליים

• רגולציה תומכת

• סבלנות טכנולוגית

לסיום: חלום? כן. מציאות? כמעט.

סוללות מצב מוצק אינן בגדר פנטזיה. הן כבר נמצאות בפיתוח מתקדם, ויישומים ראשוניים כבר יוצאים לדרך. כדי שהן יחליפו את ליתיום-יון בכל התחומים – מתקשורת ועד רכב חשמלי – דרושים עוד שנים של ייצוב, שיפור תהליכים והורדת עלויות.

"בכל הנוגע לאנרגיה – החומרים קובעים את הגבולות, והחדשנות מרחיבה אותם. השאלה היא אם נהיה בצד שפורץ – או בזה שמחכה שהשינוי יקרה לו."

העתיד כבר מהבהב בירוק. עכשיו הזמן לטעון מחדש – בטכנולוגיה חכמה ובחזון רחב.