Deisigh an t-ainm seo: Maria Helena Braga. Taobh thiar den ainm Portaingéilis seo atá chomh tipiciúil, faighimid taighdeoir ó Dhámh na hInnealtóireachta in Ollscoil Porto a d’fhéadfadh, a bhuíochas dá cuid oibre, cur le dul chun cinn deifnídeach na teicneolaíochta ceallraí litiam-ian.
Baineann a chuid oibre le fionnachtain gloine leictrilít, agus d’fhéadfadh giniúint nua cadhnraí - stát soladach - a bheith mar thoradh air, a bheidh níos sábháilte, níos éiceolaíochta, inacmhainne agus a mbeidh acmhainn suas le 3x níos mó aige. Chun a thuiscint cén fáth an díograis seo go léir, is smaoineamh maith é eolas a bheith agat faoi chadhnraí litiam-ian (Li-ian).
Is iad cadhnraí li-ian an ceann is coitianta inniu. Tá go leor buntáistí acu thar chineálacha eile cadhnraí, ach tá a dteorainneacha leo freisin.
Is féidir linn iad a fháil ar fhóin chliste, feithiclí leictreacha agus gairis leictreonacha eile. Chun an fuinneamh riachtanach a sholáthar, úsáideann siad leictrilít leachtach chun iain litiam a iompar idir an anóid (taobh diúltach na ceallraí) agus an catóide (taobh dearfach).
Tá an leacht seo i gcroílár an ábhair. Má dhéantar cadhnraí litiam a mhuirearú go tapa nó a urscaoileadh, féadfar dendrítí a fhoirmiú, ar filiméid litiam iad (seoltóirí). Is féidir leis na filiméid seo ciorcaid ghearra inmheánacha a bheith ina gcúis le tinte agus fiú pléascanna.
Fionnachtain Maria Helena Braga
Coscann foirmiú dendrites in ionad an leictrilít leachtach a chur le leictrilít sholadach. Ba leictrilít sholadach go beacht a d'aimsigh Maria Helena Braga, in éineacht le Jorge Ferreira, nuair a d'oibrigh siad sa tSaotharlann Náisiúnta um Fhuinneamh agus Geolaíocht.
Is éard atá i gceist leis an nuálaíocht leictrilít ghloine sholadach a úsáid, a cheadaíonn anóid a úsáid a tógadh i miotail alcaile (litiam, soladach nó potaisiam). Rud nach raibh indéanta go dtí seo. D'oscail úsáid leictrilít vitreous domhan féidearthachtaí, mar shampla dlús fuinnimh na catóide a mhéadú agus saolré na ceallraí a leathnú.
Foilsíodh an fionnachtain in alt in 2014 agus tharraing sé aird an phobail eolaíochta. Pobal a chuimsíonn John Goodenough, “athair” ceallraí litiam an lae inniu. Bhí sé 37 bliain ó shin gur chomh-chum sé an dul chun cinn teicneolaíochta a lig do chadhnraí litiam-ian a bheith inmharthana ar bhonn tráchtála. Ní fhéadfadh ollamh in Ollscoil Texas, an fear 94 bliain d’aois a dhíograis a bheith ann maidir le fionnachtain taighdeoir na Portaingéile.
Níor thóg sé ró-fhada do Maria Helena Braga taisteal go SAM chun a thaispeáint do John Goodenough go bhféadfadh a leictrilít bheoga ian a iompar ag an luas céanna le leictrilít leachtach. Ó shin i leith, chomhoibrigh an bheirt ar thaighde agus ar fhorbairt ceallraí soladach-stáit. Tá an comhoibriú seo tar éis leagan nua den leictrilít a sceitheadh cheana féin.
Bhí idirghabháil Goodenough i gcomhar agus i bhforbairt na ceallraí staid sholadaigh lárnach maidir leis an gcreidiúnacht riachtanach a thabhairt don fhionnachtain seo.
Buntáistí a bhaineann le Ceallraí Stáit Soladach
Tá na buntáistí gealladh fúthu:- méadú ar voltas a ligfidh dlús fuinnimh níos mó don toirt chéanna - a cheadaíonn ceallraí níos dlúithe
- ceadaíonn luchtú tapa gan táirgeadh dendrite - níos mó ná 1200 timthriall
- níos mó timthriallta luchtaithe / urscaoilte a cheadaíonn saolré ceallraí níos faide
- ceadaíonn sé oibriú i raon teochta níos leithne gan díghrádú - na chéad chadhnraí a bheith in ann oibriú ag -60º Celsius
- costas a d’fhéadfadh a bheith níos ísle a bhuíochas le húsáid ábhair mar sóidiam in ionad litiam
Ceann de na buntáistí móra is ea gur féidir na cealla a thógáil le hábhair atá neamhdhíobhálach don chomhshaol, amhail an sóidiam thuasluaite, ar féidir iad a bhaint as uisce farraige. Agus ní ceist í fiú a n-athchúrsáil. Is é an t-aon mhíbhuntáiste amháin, más féidir leat é a ghlaoch, ná go dteastaíonn timpeallacht tirim agus saor ó ocsaigin de dhíth chun na cadhnraí soladacha seo a chur suas.
NÍ MÓR DUIT: "Conairí leictreacha" ar mhórbhealaí náisiúnta athneartaithe
Deir Maria Helena Braga go bhfuil cadhnraí stáit soladacha ann cheana: cealla mona nó cnaipe, cadhnraí meánmhéide a úsáidtear, mar shampla, i roinnt uaireadóirí. Tástáladh cadhnraí le toisí eile sa tsaotharlann freisin.
Cathain a tharlóidh an cineál seo ceallraí i gcarr?
De réir Maria Helena Braga, beidh sé ag brath anois ar an tionscal. Chruthaigh an taighdeoir seo agus Goodenough bailíocht an choincheap cheana féin. Beidh ar dhaoine eile forbairt a dhéanamh. Is é sin le rá, ní amárach nó an bhliain seo chugainn a bheidh sé.
Is dúshlán mór é bogadh ó na dul chun cinn saotharlainne seo go táirgí tráchtála. D’fhéadfadh sé 15 bliana eile a thógáil sula bhfeicfimid an cineál nua ceallraí seo curtha i bhfeidhm ar fheithiclí leictreacha.
Go bunúsach, is gá próisis thionsclaíocha inscálaithe agus costéifeachtacha a fháil a cheadaíonn tionsclaíocht agus tráchtálú an chineáil nua cadhnraí seo. Tá cúis eile bainteach leis na hinfheistíochtaí móra a rinneadh cheana i gcur chun cinn cadhnraí litiam ag na heintitis is éagsúla. Is é an sampla is coitianta ná Gigafactory Tesla.
Is é sin le rá, sna 10 mbliana amach romhainn ba cheart dúinn leanúint d’éabhlóid cadhnraí litiam a fheiceáil. Meastar go n-ardóidh a ndlús fuinnimh thart ar 50% agus táthar ag súil go dtitfidh a gcostas 50%. Níltear ag súil le haistriú tapa i dtionscal na ngluaisteán go cadhnraí staid sholad.
Tá infheistíochtaí á ndíriú freisin ar chineálacha eile cadhnraí, le frithghníomhartha ceimiceacha éagsúla, ar féidir leo dlús fuinnimh suas le 20 oiread níos mó a bhaint amach ná ceallraí litiam-ian reatha. Ní amháin go bhfuil sé níos fearr ná na trí huaire níos mó a bhaintear amach le cadhnraí soladacha, ach de réir roinnt, d’fhéadfadh sé an margadh a bhaint amach roimh iad seo.
Ar aon nós, tá gealladh faoin scéal amach anseo don fheithicil leictreach. Is é an cineál airleacan seo ba cheart go gceadódh sé ar deireadh leibhéil iomaíochais atá comhionann le feithiclí le hinnill dócháin inmheánaigh. Ina ainneoin sin, leis na dul chun cinn seo go léir, amhail an fhionnachtain seo le Maria Helena Braga, d’fhéadfadh sé 50 bliain eile a thógáil d’fheithiclí leictreacha sciar 70-80% den mhargadh domhanda a bhaint amach.