Gyara wannan suna: Maria Helena Braga. Bayan wannan yawanci sunan Portuguese, mun sami wani mai bincike daga Faculty of Engineering na Jami'ar Porto wanda, godiya ga aikinta, mai yiwuwa ta ba da gudummawa ga ci gaban fasahar baturi na lithium-ion.
Gudunmawarsa ta ta'allaka ne akan gano gilashin lantarki, kuma zai iya haifar da sabon ƙarni na batura - ƙaƙƙarfan yanayi -, wanda zai kasance mafi aminci, ƙarin muhalli, mai araha kuma yana iya samun ƙarfi har zuwa 3x. Don fahimtar dalilin da yasa duk wannan sha'awar, yana da kyau a san game da baturan lithium-ion (Li-ion).
Batura Li-ion sun fi kowa a yau. Suna da fa'idodi da yawa akan sauran nau'ikan batura, amma kuma suna da iyakokin su.
Za mu iya samun su a wayoyin hannu, motocin lantarki da sauran na'urorin lantarki. Don samar da makamashin da ake buƙata, suna amfani da electrolyte na ruwa don ɗaukar ions lithium tsakanin anode (bangaren baturi) da cathode (gefe mai kyau).
Wannan ruwa yana cikin zuciyar al'amarin. Yin caji da sauri ko fitar da batir lithium na iya haifar da samuwar dendrites, wanda shine lithium filaments (conductors). Wadannan filaye na iya haifar da gajerun kewayawa na ciki wanda zai iya haifar da gobara har ma da fashewa.
Binciken Maria Helena Braga
Maye gurbin ruwan electrolyte mai ƙarfi tare da ingantaccen electrolyte yana hana samuwar dendrites. Mariya Helena Braga ce ta gano, tare da Jorge Ferreira, lokacin da suke aiki a Laboratory for Energy and Geology.
Ƙirƙirar ta haɗa da yin amfani da ƙwanƙwalwar gilashin lantarki, wanda ke ba da damar amfani da anode da aka gina a cikin karafa na alkali (lithium, m ko potassium). Wani abu da ba zai yiwu ba sai yanzu. Yin amfani da na'urar lantarki ta vitreous ya buɗe duniyar yuwuwar, kamar haɓaka ƙarfin kuzarin cathode da tsawaita yanayin rayuwar baturi.
An buga binciken ne a cikin labarin a cikin 2014 kuma ya dauki hankalin al'ummar kimiyya. Ƙungiyar da ta haɗa da John Goodenough, "mahaifin" baturin lithium na yau. Shekaru 37 da suka gabata ne ya kirkiro ci gaban fasaha wanda ya ba da damar batir lithium-ion su zama masu amfani da kasuwanci. Wani farfesa a Jami'ar Texas, mai shekaru 94 ba zai iya ƙulla sha'awar sa game da binciken mai binciken ɗan Portugal ba.
Ba a dau lokaci mai tsawo ba Maria Helena Braga ta yi balaguro zuwa Amurka don nunawa John Goodenough cewa vitreous electrolyte dinta na iya gudanar da ion a cikin sauri ɗaya da na'urar lantarki. Tun daga wannan lokacin, duka biyun sun yi haɗin gwiwa kan bincike da haɓaka batir mai ƙarfi. Wannan haɗin gwiwar ya riga ya haifar da sabon sigar electrolyte.
Shigar da Goodenough ya yi a cikin haɗin gwiwa da haɓaka batir mai ƙarfi ya taimaka wajen ba da amincin da ya dace ga wannan binciken.
Amfanin Batirin Jiha Mai ƙarfi
Abubuwan amfani suna da alƙawarin:- karuwa a cikin wutar lantarki wanda zai ba da damar yawan ƙarfin kuzari don ƙarar guda ɗaya - yana ba da damar ƙarin ƙaramin baturi
- damar da sauri loading ba tare da dendrite samar - a kan 1200 hawan keke
- ƙarin zagayowar caji/fitarwa wanda ke ba da damar tsawon rayuwar batir
- yana ba da damar yin aiki a cikin kewayon zafin jiki mai faɗi ba tare da lalacewa ba - batura na farko don samun damar aiki a -60º Celsius
- mai yuwuwar ƙarancin farashi godiya ga amfani da kayan kamar sodium maimakon lithium
Wani babban fa'ida shi ne cewa ana iya gina sel da kayan da ba su dace da muhalli ba, irin su sodium da aka ambata a baya, wanda za a iya fitar da su daga ruwan teku. Kuma ko da sake yin amfani da su ba batun bane. Iyakar abin da ke ƙasa, idan za ku iya kiran shi, shine hawan waɗannan batura masu ƙarfi yana buƙatar busasshen wuri kuma zai fi dacewa da yanayin da ba shi da oxygen.
BA A RASA : "Latton Corridors" akan ingantattun manyan hanyoyin ƙasa
Maria Helena Braga ta ce akwai batura masu ƙarfi: tsabar kuɗi ko maɓalli, batura masu girman tsabar kuɗi waɗanda ake amfani da su, alal misali, a wasu agogon. An kuma gwada batura masu girma dabam a cikin dakin gwaje-gwaje.
Yaushe irin wannan baturi a cikin mota zai faru?
A cewar Maria Helena Braga, yanzu zai dogara ne akan masana'antar. Wannan mai bincike da Goodenough sun riga sun tabbatar da ingancin manufar. Ci gaba dole ne wasu su yi. Wato ba zai kasance gobe ko shekara mai zuwa ba.
Motsawa daga waɗannan ci gaban dakin gwaje-gwaje zuwa samfuran kasuwanci babban ƙalubale ne. Zai iya ɗaukar wasu shekaru 15 kafin mu ga irin wannan sabon nau'in baturi da ake amfani da shi a kan motocin lantarki.
Ainihin, ya zama dole a nemo matakan masana'antu masu ƙima da tsada waɗanda ke ba da damar haɓaka masana'antu da kasuwancin wannan sabon nau'in batura. Wani dalili kuma yana da alaƙa da babban jarin da aka riga aka yi don haɓaka batir lithium ta mafi yawan mahalli. Misali mafi mashahuri zai zama Gigafactory na Tesla.
A wasu kalmomi, a cikin shekaru 10 masu zuwa ya kamata mu ci gaba da ganin juyin halitta na baturan lithium. Ana sa ran yawan kuzarinsu zai tashi da kusan kashi 50% kuma ana sa ran farashin su zai faɗi da kashi 50%. Canji cikin sauri a cikin masana'antar kera motoci zuwa batura masu ƙarfi ba za a yi tsammanin ba.
Ana kuma karkata hannun jari zuwa wasu nau'ikan batura, tare da halayen sinadarai daban-daban, waɗanda zasu iya samun ƙarfin ƙarfin kuzari har sau 20 fiye da batirin lithium-ion na yanzu. Ba wai kawai ya fi sau uku da aka samu ta hanyar batura masu ƙarfi ba, amma, a cewar wasu, yana iya kaiwa kasuwa kafin waɗannan.
Duk da haka dai, yanayin da zai faru a nan gaba yana da kyau ga motar lantarki. Irin wannan ci gaba shine abin da ya kamata a ƙarshe ya ba da damar matakan gasa daidai da motocin da injin konewa na ciki. Duk da haka, tare da duk waɗannan ci gaba, kamar wannan binciken da Maria Helena Braga ta gano, zai iya ɗaukar wasu shekaru 50 kafin motocin lantarki su kai kashi 70-80% na kasuwar duniya.