ፖርቹጋላዊው ተመራማሪ የወደፊቱን ባትሪ አግኝተው ሊሆን ይችላል

ይህን ስም አስተካክል: ማሪያ ሄሌና ብራጋ. ከዚህ በተለምዶ ፖርቱጋልኛ ስም በስተጀርባ፣ ከፖርቶ ዩኒቨርሲቲ የምህንድስና ፋኩልቲ ተመራማሪ አግኝተናል፣ ለስራዋ ምስጋና ይግባውና ለሊቲየም-አዮን የባትሪ ቴክኖሎጂ ትክክለኛ እድገት አስተዋፅዖ አድርጓል።

የእሱ አስተዋፅዖ የሚያጠነጥነው በኤሌክትሮላይት መስታወት ግኝት ላይ ነው፣ እና አዲስ የባትሪዎችን ትውልድ ሊፈጥር ይችላል - ጠንካራ ሁኔታ - ደህንነቱ የተጠበቀ ፣ የበለጠ ሥነ-ምህዳራዊ ፣ ተመጣጣኝ እና እስከ 3x ተጨማሪ አቅም ሊኖረው ይችላል። ይህ ሁሉ ጉጉት ለምን እንደሆነ ለመረዳት ስለ ሊቲየም-አዮን (Li-ion) ባትሪዎች ማወቅ ጥሩ ሀሳብ ነው።

የ Li-ion ባትሪዎች ዛሬ በጣም የተለመዱ ናቸው. ከሌሎች የባትሪ ዓይነቶች ብዙ ጥቅሞች አሏቸው, ነገር ግን የእነሱ ውስንነትም አላቸው.

በስማርት ፎኖች፣ በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች እና በሌሎች የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ላይ ልናገኛቸው እንችላለን። አስፈላጊውን ኃይል ለማቅረብ, በአኖድ (በባትሪው አሉታዊ ጎን) እና በካቶድ (አዎንታዊ ጎን) መካከል የሊቲየም ionዎችን ለማጓጓዝ ፈሳሽ ኤሌክትሮላይት ይጠቀማሉ.

ይህ ፈሳሽ በጉዳዩ ልብ ውስጥ ነው. የሊቲየም ባትሪዎችን በፍጥነት መሙላት ወይም መሙላት ወደ ዲንራይትስ መፈጠር ሊያመራ ይችላል, እነሱም የሊቲየም ክሮች (ኮንዳክተሮች) ናቸው. እነዚህ ክሮች እሳትን አልፎ ተርፎም ፍንዳታን ሊያስከትሉ የሚችሉ ውስጣዊ አጫጭር ዑደትዎችን ሊያስከትሉ ይችላሉ.

የማሪያ ሄሌና ብራጋ ግኝት

ፈሳሹን ኤሌክትሮላይት በጠንካራ ኤሌክትሮላይት መተካት የዴንደሬትስ መፈጠርን ይከላከላል. ማሪያ ሄሌና ብራጋ ከጆርጅ ፌሬራ ጋር በብሔራዊ ኢነርጂ እና ጂኦሎጂ ውስጥ በብሔራዊ ላብራቶሪ ውስጥ ሲሠሩ ያገኘችው በትክክል ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ነበር።

ፈጠራው ጠንካራ ብርጭቆ ኤሌክትሮላይት መጠቀምን ያካትታል, ይህም በአልካላይን ብረቶች (ሊቲየም, ጠጣር ወይም ፖታስየም) ውስጥ የተገነባ አኖድ መጠቀም ያስችላል. እስከ አሁን የማይቻል ነገር። ቪትሪየስ ኤሌክትሮላይት መጠቀም እንደ የካቶድ ሃይል ጥግግት መጨመር እና የባትሪ ህይወት ዑደትን ማራዘም ያሉ እድሎችን አለም ከፍቷል።

ግኝቱ እ.ኤ.አ. በ 2014 በአንድ ጽሑፍ ላይ ታትሟል እና የሳይንሳዊ ማህበረሰብን ትኩረት ስቧል። የዛሬው የሊቲየም ባትሪ “አባት” የሆነውን ጆን ጉዲኖልን ያካተተ ማህበረሰብ። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ለንግድ ምቹ እንዲሆኑ ያስቻለውን የቴክኖሎጂ እድገት በጋራ የፈጠረው ከ37 ዓመታት በፊት ነበር። በቴክሳስ ዩኒቨርሲቲ ፕሮፌሰር የሆኑት የ94 አመቱ አዛውንት ለፖርቹጋላዊው ተመራማሪ ግኝት ያላቸውን ጉጉት መያዝ አልቻሉም።

ማሪያ ሄለና ብራጋ ወደ አሜሪካ ለመጓዝ ብዙ ጊዜ አልወሰደባትም ለጆን ጉድኔውት የእርሷ ቪትሪየስ ኤሌክትሮላይት ልክ እንደ ፈሳሽ ኤሌክትሮላይት ፍጥነት ion ሊመራ ይችላል። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ ሁለቱም በጠንካራ-ግዛት የባትሪ ምርምር እና ልማት ላይ ተባብረዋል. ይህ ትብብር ቀደም ሲል አዲስ የኤሌክትሮላይት ስሪት ፈጥሯል።

በጠንካራ-ግዛት ባትሪ ትብብር እና ልማት ውስጥ የጉድኔው ጣልቃገብነት ለዚህ ግኝት አስፈላጊውን ተአማኒነት ለመስጠት ትልቅ አስተዋፅኦ አድርጓል።

የ Solid State Battery ጥቅሞች

ጥቅሞቹ ተስፋ ሰጪ ናቸው-

• ለተመሳሳይ መጠን የበለጠ የኃይል ጥንካሬን የሚፈቅድ የቮልቴጅ መጨመር - የበለጠ የታመቀ ባትሪ እንዲኖር ያስችላል
• ያለ dendrite ምርት በፍጥነት መጫን ያስችላል - ከ 1200 ዑደቶች በላይ
• ረዘም ያለ የባትሪ ዕድሜን የሚፈቅዱ ተጨማሪ የኃይል መሙያ / የፍሳሽ ዑደቶች
• ሳይበላሽ በሰፊው የሙቀት ክልል ውስጥ እንዲሠራ ያስችላል - በመጀመሪያ ባትሪዎች በ -60º ሴ.
• ከሊቲየም ይልቅ እንደ ሶዲየም ያሉ ቁሳቁሶችን በመጠቀማችን ዝቅተኛ ዋጋ ሊሆን ይችላል።

ሌላው ትልቅ ጥቅም ሴሎቹ ከባህር ውሃ ሊወጡ በሚችሉት እንደ ሶዲየም ያሉ ለአካባቢ ጥበቃ ተስማሚ በሆኑ ቁሳቁሶች መገንባት ይቻላል. እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል እንኳን ችግር አይደለም. ያንን መጥራት ከቻሉ ብቸኛው ጉዳቱ እነዚህን ጠንካራ ባትሪዎች መጫን ደረቅ እና በተለይም ከኦክስጅን ነፃ የሆነ አካባቢን ይፈልጋል።

እንዳያመልጥዎ: "የኤሌክትሪክ ኮሪደሮች" በተጠናከሩ ብሄራዊ አውራ ጎዳናዎች ላይ

ማሪያ ሄለና ብራጋ ቀደም ሲል ጠንካራ ባትሪዎች እንዳሉ ትናገራለች-የሳንቲም ወይም የአዝራር ሴሎች, የሳንቲም መጠን ያላቸው ባትሪዎች ለምሳሌ በአንዳንድ ሰዓቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ሌሎች መጠኖች ያላቸው ባትሪዎች በቤተ ሙከራ ውስጥም ተፈትነዋል።

በመኪና ውስጥ የዚህ አይነት ባትሪ መቼ ይሆናል?

እንደ ማሪያ ሄሌና ብራጋ ከሆነ አሁን በኢንዱስትሪው ላይ የተመሰረተ ይሆናል. ይህ ተመራማሪ እና Goodenough የፅንሰ-ሃሳቡን ትክክለኛነት አስቀድመው አረጋግጠዋል። ልማት በሌሎች መከናወን አለበት። በሌላ አነጋገር ነገ ወይም በሚቀጥለው ዓመት አይሆንም.

ከእነዚህ የላብራቶሪ እድገቶች ወደ የንግድ ምርቶች መሄድ ትልቅ ፈተና ነው. ይህ አዲስ ዓይነት ባትሪ በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ላይ ሲተገበር ከማየታችን በፊት ሌላ 15 ዓመታት ሊፈጅ ይችላል።

በመሠረቱ, የዚህን አዲስ ዓይነት ባትሪዎች ኢንዱስትሪያዊ እና የንግድ ልውውጥን የሚፈቅዱ ተመጣጣኝ እና ወጪ ቆጣቢ የኢንዱስትሪ ሂደቶችን መፈለግ አስፈላጊ ነው. ሌላው ምክንያት በጣም የተለያዩ አካላት በሊቲየም ባትሪዎች እድገት ውስጥ ከተደረጉት ትላልቅ ኢንቨስትመንቶች ጋር የተያያዘ ነው. በጣም ታዋቂው ምሳሌ የ Tesla Gigafactory ይሆናል.

በሌላ አነጋገር፣ በሚቀጥሉት 10 ዓመታት ውስጥ የሊቲየም ባትሪዎችን ዝግመተ ለውጥ ማየታችንን መቀጠል አለብን። የኃይል መጠናቸው በ 50% አካባቢ ይጨምራል እናም ዋጋቸው በ 50% ይቀንሳል ተብሎ ይጠበቃል. በአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ ፈጣን ለውጥ ወደ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች የሚጠበቅ አይደለም።

ኢንቨስትመንቶች ወደ ሌሎች የባትሪ ዓይነቶች እየተመሩ ነው፣ የተለያዩ ኬሚካላዊ ግብረመልሶች ያላቸው፣ ይህም አሁን ካለው የሊቲየም-አዮን ባትሪ እስከ 20 እጥፍ የሚበልጥ የሃይል ጥግግት ማግኘት ይችላል። በጠንካራ ባትሪዎች ከሶስት እጥፍ የበለጠ ብልጫ ያለው ብቻ ሳይሆን, አንዳንዶች እንደሚሉት, ከእነዚህ በፊት ገበያ ላይ ሊደርስ ይችላል.

ለማንኛውም, የወደፊቱ ሁኔታ ለኤሌክትሪክ ተሽከርካሪው ተስፋ ሰጪ ይመስላል. የዚህ ዓይነቱ ቅድመ-ቅስቀሳ በመጨረሻ ውስጣዊ ማቃጠያ ሞተር ካላቸው ተሽከርካሪዎች ጋር ተመጣጣኝ ተወዳዳሪነት ደረጃዎችን መፍቀድ አለበት. እንደዚያም ሆኖ በነዚህ ሁሉ እድገቶች ማለትም በማሪያ ሄሌና ብራጋ ግኝት የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ከ70-80% የአለም ገበያን ድርሻ ለመድረስ ሌላ 50 አመታት ሊፈጅ ይችላል።