Ҷаҳон ба нерӯи бештар ниёз дорад, беҳтараш дар шакли тоза ва барқароршаванда.Стратегияҳои нигоҳдории энергияи мо дар айни замон аз ҷониби батареяҳои литий-ионӣ ташаккул ёфтаанд - дар дами пешрафтаи чунин технология - аммо мо дар солҳои оянда чиро интизор шуда метавонем?
Биёед бо баъзе асосҳои батарея оғоз кунем.Батарея як бастаи як ё якчанд ҳуҷайра мебошад, ки ҳар яки онҳо электроди мусбат (катод), электроди манфӣ (анод), сепаратор ва электролит доранд.Истифодаи маводи кимиёвӣ ва маводҳои гуногун барои ин ба хосиятҳои батарея таъсир мерасонад - чӣ қадар энергияи он метавонад захира ва тавлид кунад, чӣ қадар нерӯи барқ таъмин карда метавонад ё миқдори борҳои холӣ ва пуркунии он (инчунин иқтидори велосипедронӣ номида мешавад).
Ширкатҳои батарея пайваста таҷриба мекунанд, ки химияи арзонтар, зичтар, сабуктар ва тавонотар пайдо кунанд.Мо бо Патрик Бернард - Директори тадқиқоти Saft сӯҳбат кардем, ки се технологияи нави батареяро бо потенсиали табдилдиҳанда шарҳ дод.
БАТАРЕЯХОИ НАВИ ЛИТИУМ-ИОНИ
Ин чист?
Дар батареяҳои литий-ион (li-ion) нигоҳдорӣ ва озодкунии энергия тавассути ҳаракати ионҳои литий аз электроди мусбат ба пеш ва бозгашт тавассути электролит таъмин карда мешавад.Дар ин технология, электроди мусбат ҳамчун манбаи ибтидоии литий ва электроди манфӣ ҳамчун мизбон барои литий амал мекунанд.Якчанд химияҳо зери номи батареяҳои li-ion ҷамъ оварда шудаанд, ки дар натиҷаи интихоби даҳсолаҳо ва оптимизатсия ба такмили маводи фаъоли мусбат ва манфӣ наздиканд.Оксидҳои металлии литийдор ё фосфатҳо маводи маъмултарин мебошанд, ки ҳамчун маводи мусбати ҳозира истифода мешаванд.Графит, балки инчунин графит / кремний ё оксидҳои титани литӣ ҳамчун маводи манфӣ истифода мешаванд.
Бо маводи воқеӣ ва тарҳҳои ҳуҷайра, интизор меравад, ки технологияи li-ion дар солҳои оянда ба ҳадди ниҳоии энергия мерасад.Бо вуҷуди ин, кашфҳои хеле охирини оилаҳои нави маводи фаъоли вайронкунанда бояд маҳдудиятҳои мавҷударо боз кунанд.Ин пайвастагиҳои инноватсионӣ метавонанд литийро дар электродҳои мусбат ва манфӣ нигоҳ доранд ва бори аввал имкон медиҳанд, ки энергия ва қувваро муттаҳид кунанд.Гайр аз ин, бо ин пайвастагихои нав камобй ва танкидии ашьёи хом низ ба назар гирифта мешавад.
Афзалиятҳои он чист?
Имрӯз, дар байни ҳама технологияҳои муосири нигоҳдорӣ, технологияи батареяи li-ion имкон медиҳад, ки сатҳи баландтарини зичии энергия.Намоишҳо, аз қабили пуркунии зуд ё равзанаи амалиёти ҳарорат (-50°C то 125°C) метавонанд тавассути интихоби калони тарҳрезии ҳуҷайра ва химияҳо дақиқ танзим карда шаванд.Ғайр аз он, батареяҳои литий-ион бартариҳои иловагиро, ба монанди разряди хеле кам ва мӯҳлати хеле дароз ва намоишҳои велосипедронӣ, маъмулан ҳазорҳо давраҳои пуркунии барқ /барқ карданро нишон медиҳанд.
Кай мо метавонем онро интизор шавем?
Интизор меравад, ки насли нави батареяҳои пешрафтаи li-ion пеш аз насли якуми батареяҳои ҳолати сахт ҷойгир карда шаванд.Онҳо барои истифода дар барномаҳо, ба монанди Системаҳои нигоҳдории энергия беҳтарин хоҳанд будэнергияи барқароршавандава нақлиёт (баҳрӣ, роҳи оҳан,авиациява ҳаракати берун аз роҳ), ки дар он энергияи баланд, қудрати баланд ва бехатарӣ ҳатмист.
Батареяхои литий-сульфур
Ин чист?
Дар батареяҳои литийӣ, ионҳои литий дар маводи фаъол нигоҳ дошта мешаванд, ки дар вақти пуркунӣ ва холӣ ҳамчун сохтори устувори мизбон амал мекунанд.Дар батареяҳои литий-сульфур (Li-S) сохторҳои мизбон вуҷуд надоранд.Ҳангоми холӣ кардан, аноди литий истеъмол мешавад ва сулфур ба пайвастагиҳои гуногуни кимиёвӣ табдил меёбад;дар вакти заряднокй процесси баръакс ба амал меояд.
Афзалиятҳои он чист?
Батареяи Li-S маводи фаъоли хеле сабукро истифода мебарад: сулфур дар электроди мусбат ва литийи металлӣ ҳамчун электроди манфӣ.Аз ин чост, ки зичии энергияи назариявии он ба таври фавкулодда баланд аст: назар ба зичии литий-ион чор баробар зиёд аст.Ин онро барои саноати авиатсия ва кайҳонӣ мувофиқ месозад.
Saft технологияи ояндадортарини Li-S-ро дар асоси электролитҳои ҳолати сахт интихоб ва бартарӣ додааст.Ин роҳи техникӣ зичии хеле баланди энергия, умри дароз меорад ва камбудиҳои асосии моеъи Li-S-ро бартараф мекунад (мӯҳлати маҳдуд, разряди баланд, ...).
Ғайр аз он, ин технология ба шарофати зичии баланди энергияи гравиметрии он (+30% дар Вт/кг) ба ҳолати сахти литий-ион илова карда мешавад.
Кай мо метавонем онро интизор шавем?
Монеаҳои асосии технологӣ аллакай бартараф карда шудаанд ва сатҳи камолот хеле зуд ба сӯи прототипҳои миқёси пурра пеш меравад.
Барои барномаҳое, ки мӯҳлати тӯлонии батареяро талаб мекунанд, интизор меравад, ки ин технология танҳо пас аз ҳолати сахти литий-ион ба бозор ворид шавад.
БАТАРЕЯХОИ ДАВЛАТИ МЕКТИВ
Ин чист?
Батареяҳои сахти ҳолати сахт тағирёбии парадигмаро дар робита ба технология нишон медиҳанд.Дар батареяҳои муосири ли-ионӣ, ионҳо аз як электрод ба электролиди дигар тавассути электролитҳои моеъ (инчунин ноқилияти ионӣ номида мешаванд) мегузаранд.Дар батареяҳои ҳолати сахт, электролитҳои моеъ бо пайвастагии сахт иваз карда мешаванд, ки ба ҳар ҳол имкон медиҳад, ки ионҳои литий дар дохили он гузаранд.Ин консепсия аз нав нест, аммо дар давоми 10 соли охир - ба шарофати тадқиқоти пуршиддат дар саросари ҷаҳон - оилаҳои нави электролитҳои сахт бо гузарониши хеле баланди ионӣ, ки ба электролитҳои моеъ монанданд, кашф карда шуданд, ки ин монеаи махсуси технологиро бартараф кардан мумкин аст.
Имрӯз,СафтКӯшишҳои тадқиқотӣ ва рушд ба 2 намуди асосии мавод тамаркуз мекунанд: полимерҳо ва пайвастагиҳои ғайриорганикӣ, ки ба синергетикаи хосиятҳои физикӣ-химиявӣ, ба монанди коркард, устуворӣ, гузаронандагӣ ...
Афзалиятҳои он чист?
Аввалин бартарии бузург беҳбуди назарраси бехатарӣ дар сатҳи ҳуҷайраҳо ва батареяҳо мебошад: бар хилофи ҳамтоёни моеъи худ, электролитҳои сахт ҳангоми гармкунӣ оташгиранда нестанд.Дуюм, он имкон медиҳад, ки маводи инноватсионӣ ва баландшиддати баланд иқтидор истифода шаванд, ки батареяҳои зичтар ва сабуктарро бо мӯҳлати нигоҳдории беҳтар дар натиҷаи коҳиши худидоракунии барқ имкон медиҳанд.Ғайр аз он, дар сатҳи система, он бартариҳои иловагӣ меорад, ба монанди механикаи соддакардашуда, инчунин идоракунии гармӣ ва бехатарӣ.
Азбаски батареяҳо метавонанд таносуби баланди қувва ба вазн дошта бошанд, онҳо метавонанд барои истифода дар мошинҳои барқӣ беҳтарин бошанд.
Кай мо метавонем онро интизор шавем?
Бо идомаи пешрафти технологӣ, эҳтимол дорад, ки якчанд намуди батареяҳои ҳолати сахт ба бозор ворид шаванд.Якум батареяҳои сахти ҳолати дорои анодҳои графитӣ мебошанд, ки самаранокии энергетикӣ ва бехатариро беҳтар мекунанд.Бо мурури замон, технологияҳои сабуктари батареяи ҳолати сахт бо истифода аз аноди металлии литий бояд ба тиҷорат дастрас шаванд.
Вақти фиристодан: 03-03-2022