අනාගතය බලගන්වන බැටරි තාක්ෂණයන් තුනක්

ලෝකයට වැඩි බලයක් අවශ්‍ය වේ, වඩාත් සුදුසු වන්නේ පිරිසිදු සහ පුනර්ජනනීය ස්වරූපයකිනි.අපගේ බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ උපාය මාර්ග දැනට ලිතියම්-අයන බැටරි මගින් හැඩගස්වා ඇත - එවැනි තාක්ෂණයේ අති නවීනතම - නමුත් ඉදිරි වසරවලදී අපට කුමක් අපේක්ෂා කළ හැකිද?

අපි බැටරි මූලික කරුණු කිහිපයක් සමඟ ආරම්භ කරමු.බැටරියක් යනු සෛල එකක හෝ කිහිපයක ඇසුරුමකි, ඒ සෑම එකක්ම ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් (කැතෝඩය), සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් (ඇනෝඩය), බෙදුම්කරුවෙකු සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදකයක් ඇත.මේවා සඳහා විවිධ රසායනික ද්‍රව්‍ය සහ ද්‍රව්‍ය භාවිතා කිරීම බැටරියේ ගුණ කෙරෙහි බලපායි - එයට කොපමණ ශක්තියක් ගබඩා කර ප්‍රතිදානය කළ හැකිද, කොපමණ බලයක් සැපයිය හැකිද හෝ එය විසර්ජනය කර නැවත ආරෝපණය කළ හැකි වාර ගණන (බයිසිකල් පැදීමේ ධාරිතාව ලෙසද හැඳින්වේ).

බැටරි සමාගම් මිල අඩු, ඝන, සැහැල්ලු සහ වඩා බලවත් රසායන විද්යාව සොයා ගැනීමට නිරන්තරයෙන් අත්හදා බලයි.පරිවර්තනීය විභවයන් සහිත නව බැටරි තාක්ෂණයන් තුනක් පැහැදිලි කළ Saft පර්යේෂණ අධ්‍යක්ෂ පැට්‍රික් බර්නාඩ් සමඟ අපි කතා කළෙමු.

නව පරම්පරාවේ ලිතියම්-අයන බැටරි

එය කුමක් ද?

ලිතියම්-අයන (li-ion) බැටරි වලදී බලශක්ති ගබඩා කිරීම සහ මුදා හැරීම සපයනු ලබන්නේ ලිතියම් අයන ධනාත්මක සිට සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය දක්වා ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා එහාට මෙහාට ගමන් කිරීම මගිනි.මෙම තාක්ෂණයේ දී ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ආරම්භක ලිතියම් ප්‍රභවය ලෙසත් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලිතියම් සඳහා ධාරකය ලෙසත් ක්‍රියා කරයි.ධනාත්මක සහ සෘණ ක්රියාකාරී ද්රව්යවල පරිපූර්ණත්වයට ආසන්නව දශක ගනනාවක් තෝරා ගැනීම සහ ප්රශස්තකරණය කිරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස රසායන විද්යාව කිහිපයක් li-ion බැටරි නමින් එකතු කර ඇත.ලිතියේටඩ් ලෝහ ඔක්සයිඩ් හෝ පොස්පේට් වර්තමාන ධනාත්මක ද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරන වඩාත් සුලභ ද්‍රව්‍ය වේ.ග්රැෆයිට්, නමුත් මිනිරන් / සිලිකන් හෝ ලිතියේටඩ් ටයිටේනියම් ඔක්සයිඩ් ද සෘණ ද්රව්ය ලෙස භාවිතා වේ.

සත්‍ය ද්‍රව්‍ය සහ සෛල සැලසුම් සමඟ, ඉදිරි වසරවලදී li-ion තාක්ෂණය බලශක්ති සීමාවකට ළඟා වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.එසේ වුවද, කඩාකප්පල්කාරී ක්රියාකාරී ද්රව්යවල නව පවුල්වල ඉතා මෑත කාලීන සොයාගැනීම් වර්තමාන සීමාවන් අගුළු හැරිය යුතුය.මෙම නවෝත්පාදන සංයෝග ධනාත්මක හා සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩවල වැඩි ලිතියම් ගබඩා කළ හැකි අතර පළමු වරට ශක්තිය හා බලය ඒකාබද්ධ කිරීමට ඉඩ සලසයි.මීට අමතරව, මෙම නව සංයෝග සමඟ, අමුද්රව්යවල හිඟකම සහ විවේචනාත්මක බව ද සැලකිල්ලට ගනී.

එහි වාසි මොනවාද?

අද, නවීනතම ගබඩා කිරීමේ තාක්ෂණයන් අතරින්, li-ion බැටරි තාක්ෂණය ඉහළම මට්ටමේ බලශක්ති ඝනත්වයට ඉඩ සලසයි.වේගවත් ආරෝපණ හෝ උෂ්ණත්ව මෙහෙයුම් කවුළුව (-50 ° C සිට 125 ° C දක්වා) වැනි කාර්ය සාධනය සෛල සැලසුම් සහ රසායන විද්‍යාවේ විශාල තේරීම මගින් මනාව සකස් කළ හැක.තවද, li-ion බැටරි ඉතා අඩු ස්වයං-විසර්ජන සහ ඉතා දිගු ආයු කාලයක් සහ පාපැදි කාර්ය සාධනය වැනි අමතර වාසි පෙන්වයි, සාමාන්‍යයෙන් දහස් ගණනක් ආරෝපණ/විසර්ජන චක්‍ර.

අපට එය අපේක්ෂා කළ හැක්කේ කවදාද?

පළමු පරම්පරාවේ ඝණ තත්වයේ බැටරි වලට පෙර නව පරම්පරාවේ උසස් li-ion බැටරි යෙදවීමට බලාපොරොත්තු වේ.බලශක්ති ගබඩා පද්ධති වැනි යෙදුම්වල භාවිතය සඳහා ඒවා වඩාත් සුදුසු වනු ඇතපුනර්ජනනීයසහ ප්රවාහන (සමුද්ර, දුම්රිය,ගුවන්සහ මාර්ග සංචලනය) අධි ශක්තිය, අධි බලය සහ ආරක්ෂාව අනිවාර්ය වේ.

ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරි

එය කුමක් ද?

li-ion බැටරි වල, ලිතියම් අයන ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී ස්ථායී ධාරක ව්‍යුහයන් ලෙස ක්‍රියා කරන ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍යවල ගබඩා වේ.ලිතියම්-සල්ෆර් (Li-S) බැටරි වල, ධාරක ව්‍යුහයන් නොමැත.විසර්ජනය කරන අතරතුර, ලිතියම් ඇනෝඩය පරිභෝජනය කරන අතර සල්ෆර් විවිධ රසායනික සංයෝග බවට පරිවර්තනය වේ;ආරෝපණය කිරීමේදී, ප්රතිලෝම ක්රියාවලිය සිදු වේ.

එහි වාසි මොනවාද?

Li-S බැටරියක් ඉතා සැහැල්ලු ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරයි: ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සල්ෆර් සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස ලෝහ ලිතියම්.එහි සෛද්ධාන්තික ශක්ති ඝනත්වය අසාමාන්‍ය ලෙස ඉහළ වන්නේ එබැවිනි: ලිතියම් අයනවලට වඩා හතර ගුණයකින් වැඩිය.එය ගුවන් සේවා සහ අභ්‍යවකාශ කර්මාන්ත සඳහා හොඳින් ගැලපේ.

Saft විසින් ඝන තත්වයේ ඉලෙක්ට්‍රෝලය මත පදනම් වූ වඩාත් බලාපොරොත්තු සහගත Li-S තාක්‍ෂණය තෝරාගෙන අනුග්‍රහය දක්වා ඇත.මෙම තාක්ෂණික මාර්ගය ඉතා ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයක්, දිගු ආයු කාලයක් ගෙන එන අතර ද්රව පදනම් වූ Li-S (සීමිත ආයු කාලය, ඉහළ ස්වයං විසර්ජනය, ...) හි ප්රධාන අවාසි මඟහරවා ගනී.

තවද, මෙම තාක්‍ෂණය එහි උසස් ගුරුමිතික ශක්ති ඝනත්වය (Wh/kg හි පරදුවට තබා ඇති +30%) නිසා ඝන තත්වයේ ලිතියම්-අයන සඳහා පරිපූරක වේ.

අපට එය අපේක්ෂා කළ හැක්කේ කවදාද?

ප්‍රධාන තාක්‍ෂණික බාධක දැනටමත් ජයගෙන ඇති අතර පරිණත මට්ටම පූර්ණ පරිමාණ මූලාකෘති වෙත ඉතා ඉක්මනින් ඉදිරියට යමින් පවතී.

දිගු බැටරි ආයු කාලයක් අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා, මෙම තාක්‍ෂණය ඝන තත්වයේ ලිතියම් අයනයෙන් පසුව වෙළඳපොළට පැමිණීමට අපේක්ෂා කෙරේ.

ඝන රාජ්ය බැටරි

එය කුමක් ද?

ඝන තත්ත්‍වයේ බැටරි තාක්ෂණය අනුව සුසමාදර්ශී වෙනසක් නියෝජනය කරයි.නූතන li-ion බැටරි වල, අයන එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක සිට ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා තවත් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයකට ගමන් කරයි (අයන සන්නායකතාව ලෙසද හැඳින්වේ).සියලුම ඝණ තත්වයේ බැටරි වල, ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඝන සංයෝගයක් මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වන අතර එමඟින් ලිතියම් අයන එය තුළට සංක්‍රමණය වීමට ඉඩ සලසයි.මෙම සංකල්පය අලුත් දෙයක් නොවේ, නමුත් පසුගිය වසර 10 තුළ - දැඩි ලෝක ව්‍යාප්ත පර්යේෂණවලට ස්තූතිවන්ත වන්නට - ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝලය හා සමාන ඉතා ඉහළ අයනික සන්නායකතාවයකින් යුත් ඝන විද්‍යුත් විච්ඡේදක නව පවුල් සොයා ගෙන ඇති අතර, මෙම විශේෂිත තාක්ෂණික බාධකය ජය ගැනීමට ඉඩ සලසයි.

අද,ආරක්ෂිතපර්යේෂණ සහ සංවර්ධන ප්‍රයත්නයන් ප්‍රධාන ද්‍රව්‍ය වර්ග 2ක් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි: බහු අවයවික සහ අකාබනික සංයෝග, සැකසීමේ හැකියාව, ස්ථායීතාවය, සන්නායකතාවය වැනි භෞතික රසායනික ගුණාංගවල සහයෝගීතාවය ඉලක්ක කර ගනිමින්...

එහි වාසි මොනවාද?

පළමු විශාල වාසිය වන්නේ සෛල සහ බැටරි මට්ටම්වල ආරක්ෂාවෙහි කැපී පෙනෙන දියුණුවක්: ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය රත් වූ විට ඒවායේ ද්රව සගයන් මෙන් නොව ගිනි නොගනී.දෙවනුව, එය ස්වයං-විසර්ජනය අඩු කිරීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වඩා හොඳ රාක්ක ආයු කාලයක් සහිත ඝන, සැහැල්ලු බැටරි සක්‍රීය කරමින් නව්‍ය, අධි-වෝල්ටීයතා අධි-ධාරිතා ද්‍රව්‍ය භාවිතයට අවසර දෙයි.එපමනක් නොව, පද්ධති මට්ටමින්, එය සරල කළ යාන්ත්‍ර විද්‍යාව මෙන්ම තාප සහ ආරක්ෂණ කළමනාකරණය වැනි අමතර වාසි ගෙන එනු ඇත.

බැටරිවලට ඉහළ බලයට බර අනුපාතයක් පෙන්විය හැකි බැවින්, ඒවා විදුළි වාහනවල භාවිතය සඳහා වඩාත් සුදුසු විය හැක.

අපට එය අපේක්ෂා කළ හැක්කේ කවදාද?

තාක්‍ෂණික ප්‍රගතිය අඛණ්ඩව සිදුවන බැවින් සියලුම ඝන තත්ත්වයේ බැටරි වර්ග කිහිපයක් වෙළෙඳපොළට පැමිණීමට ඉඩ ඇත.පළමුවැන්න මිනිරන් මත පදනම් වූ ඇනෝඩ සහිත ඝන තත්ත්වයේ බැටරි, වැඩිදියුණු කළ බලශක්ති කාර්ය සාධනය සහ ආරක්ෂාව ගෙන එයි.කාලයාගේ ඇවෑමෙන්, ලෝහමය ලිතියම් ඇනෝඩයක් භාවිතා කරන සැහැල්ලු ඝන තත්ත්වයේ බැටරි තාක්ෂණයන් වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත යුතුය.