Pêdiviya cîhanê bi hêzek zêdetir heye, bi tercîhî bi rengek paqij û nûvekirî.Stratejiyên me yên hilanîna enerjiyê niha ji hêla bataryayên lîtium-ion ve têne çêkirin - li kêleka teknolojiya wusa - lê em dikarin di salên pêş de li hêviya çi bin?
Ka em bi hin bingehên batterê dest pê bikin.Pîl pakêtek ji yek an çend şaneyan e, ku her yek ji wan elektrodek erênî (katod), elektrodek neyînî (anod), veqetanek û elektrolîtek heye.Bikaranîna kîmyewî û materyalên cihêreng ji bo van bandorê li taybetmendiyên pîlê dike - ew çiqas enerjiyê dikare hilîne û derxe, çiqas hêz dikare peyda bike an çend caran dikare were dakêşandin û barkirin (ku jê re kapasîteya bisiklêtê jî tê gotin).
Pargîdaniyên bataryayê bi domdarî ceribandinê dikin da ku kîmyewiyên erzantir, zengtir, siviktir û bi hêztir bibînin.Em bi Patrick Bernard re peyivîn - Gerînendeyê Lêkolîna Saft, ku sê teknolojiyên nû yên bataryayê bi potansiyela veguherîner ve rave kir.
PILÊJÊN LÎTÎUM-ÎON NIVÊN NÛ
Çiye?
Di bataryayên lîtium-ion (li-ion) de, hilanîn û berdana enerjiyê bi tevgera îyonên lîtiumê ji elektrodê erênî ber bi negatîf ve û bi riya elektrolîtê ve tê peyda kirin.Di vê teknolojiyê de, elektroda erênî wekî çavkaniya lîtiumê ya destpêkê û elektroda neyînî wekî mêvandarê lîtiumê tevdigere.Gelek kîmya di bin navê bataryayên li-ionê de têne berhev kirin, wekî encama dehsalan hilbijartin û xweşbîniya nêzî kamilbûna materyalên çalak ên erênî û neyînî.Oksîdên metal ên lîtîkirî an fosfat materyalên herî gelemperî ne ku wekî materyalên erênî yên heyî têne bikar anîn.Grafît, lê her weha grafît/silicon an oksîtên tîtanyuma lîtîated wekî materyalên neyînî têne bikar anîn.
Bi materyalên rastîn û sêwiranên hucreyê re, teknolojiya li-ion tête hêvîkirin ku di salên pêş de bigihîje sînorê enerjiyê.Lêbelê, vedîtinên pir nû yên malbatên nû yên materyalên çalak ên têkbir divê sînorên heyî vekin.Van pêkhateyên nûjen dikarin bêtir lîtium di elektrodên erênî û neyînî de hilînin û dê ji bo cara yekem rê bidin ku enerjî û hêzê bi hev re bikin.Wekî din, bi van pêkhateyên nû re, kêmbûn û krîtîkbûna madeyên xav jî tê hesibandin.
avantajên wê çi ne?
Îro, di nav hemî teknolojiyên hilanînê yên herî pêşkeftî de, teknolojiya battera li-ion rê dide asta herî bilind a dendika enerjiyê.Performansa wek barkirina bilez an pencereya xebitandina germahiyê (-50°C heya 125°C) dikare ji hêla bijareya mezin a sêwirana hucreyê û kîmyayê ve were xweş kirin.Wekî din, bataryayên li-ion avantajên din ên wekî xwe-dakêşana pir kêm û performansa jiyana pir dirêj û bisiklêtan nîşan didin, bi gelemperî bi hezaran çerxên barkirin / dakêşandinê.
Kengî em dikarin hêvî bikin?
Tê çaverêkirin ku nifşa nû ya bataryayên li-ion pêşkeftî berî nifşa yekem a bataryayên dewleta zexm were bicîh kirin.Ew ê ji bo karanîna di serîlêdanên wekî Pergalên Parzûna Enerjiyê de îdeal binnûkirinênû veguhastin (marine, rêyên hesinî,hewafirrîû livdariya derveyî rê) ku enerjiya bilind, hêza bilind û ewlekarî mecbûrî ye.
PÊLÎYÊN LÎTÎUM-KULFUR
Çiye?
Di bataryayên li-ion de, îyonên lîtiumê di materyalên çalak de têne hilanîn ku di dema barkirin û dakêşanê de wekî strukturên mêvandar ên domdar tevdigerin.Di bataryayên lîtium-sulfur (Li-S) de, strukturên mêvandar tune.Di dema dakêşanê de, anodê lîtium tê xerc kirin û sulfur vediguhere cûrbecûr pêkhateyên kîmyewî;di dema barkirinê de, pêvajoya berevajî pêk tê.
avantajên wê çi ne?
Pîlê Li-S materyalên çalak ên pir sivik bikar tîne: di elektroda pozîtîf de sulfur û wekî elektroda neyînî lîtiumê metalîk.Ji ber vê yekê tîna wê ya teorîkî ya enerjiyê pir zêde ye: çar carî ji ya lîtium-ion mezintir e.Ku ew ji bo pîşesaziyên hewavanî û fezayê baş çêdike.
Saft teknolojiya Li-S ya herî hêvîdar a ku li ser bingeha elektrolîta dewleta zexm hatiye hilbijartin û bijartiye.Ev riya teknîkî dendika enerjiyê ya pir bilind, jiyanek dirêj bi xwe re tîne û kêmasiyên sereke yên Li-S-ya bingehîn a şil (jiyana tixûbdar, xweberdana bilind, ...) derbas dike.
Wekî din, ev teknolojiyê ji lîtium-iona rewşa zexm re ji ber dendika wê ya enerjiya gravîmetrîkî ya bilind (+ 30% di Wh/kg de xeternak e).
Kengî em dikarin hêvî bikin?
Astengên teknolojiyê yên sereke jixwe hatine derbas kirin û asta pîrbûnê pir zû ber bi prototîpên pîvanê ve pêşve diçe.
Ji bo serîlêdanên ku hewceyê jiyanek dirêj a bateriyê ne, tê pêşbînîkirin ku ev teknolojiyê hema piştî lîtium-ionê ya hişk bigihîje sûkê.
PILÊRÊN DEWLETA SOLID
Çiye?
Pîlên dewleta zexm di warê teknolojiyê de guherînek paradîgmayê temsîl dikin.Di bataryayên li-ionê yên nûjen de, îyon ji elektrodekê derbasî elektrodek din dibin li ser elektrolîta şil (ku jê re gihandina îyonî jî tê gotin).Di bataryayên hemî hişk de, elektrolîta şil bi pêkhateyek zexm tê guheztin ku di heman demê de dihêle ku îyonên lîtiumê di hundurê wê de koç bikin.Ev têgeh ji nûbûnê dûr e, lê di van 10 salên borî de - bi saya lêkolînên berfireh ên li çaraliyê cîhanê - malbatên nû yên elektrolîtên zexm bi guheztina îyonî ya pir bilind, mîna elektrolîta şil, hatine keşif kirin, ku dihêle ku ev astengiya teknolojîk ya taybetî were derbas kirin.
Îro,SaftHewldanên Lêkolîn û Pêşketinê li ser 2 cûreyên materyalê yên sereke disekinin: polîmer û pêkhateyên înorganîk, armanc dikin ku hevrêziya taybetmendiyên fîzîk-kîmyayî yên wekî pêvajoybûn, aramî, rêvebûn…
avantajên wê çi ne?
Yekem avantaja mezin başbûnek berbiçav di ewlehiyê de di asta hucre û pîlê de ye: elektrolîtên zexm dema ku têne germ kirin naşewitin, berevajî hevpîşeyên xwe yên şil.Ya duyemîn, ew destûrê dide karanîna materyalên înnovasyonî, voltaja bilind-kapasîteya bilind, ku ji ber kêmbûna xwe-vekêşanê bataryayên dentir, siviktir bi refikê çêtir bikar tîne.Wekî din, di asta pergalê de, ew ê avantajên din ên wekî mekanîka hêsan û her weha rêveberiya germî û ewlehiyê bîne.
Ji ber ku pîlê dikarin rêjeyek hêz-ber-giraniya bilind nîşan bidin, dibe ku ew ji bo karanîna di wesayîtên elektrîkê de îdeal bin.
Kengî em dikarin hêvî bikin?
Ji ber ku pêşkeftina teknolojîk berdewam dike, dibe ku çend celeb bataryayên dewleta hemî zexm derkevin bazarê.Ya yekem dê bataryayên dewleta zexm ên bi anodes-based grafît bin, ku performansa enerjiyê û ewlehiyê çêtir tîne.Bi demê re, teknolojiyên bataryayê yên siviktir ên ku bi karanîna anodek lîtiumê ya metalîk bikar tînin divê bazirganî bibin.
Dema şandinê: Tebax-03-2022