Vê navî rast bikin: Maria Helena Braga. Li pişt vê navê wusa bi gelemperî Portekîzî, em lêkolînerek ji Fakulteya Endezyariyê ya Zanîngeha Portoyê dibînin ku, bi saya xebata wê, dibe ku beşdarî pêşkeftina bêkêmasî ya teknolojiya battera lîtium-ion bûye.
Beşdariya wî li dor vedîtina cama elektrolîtê dizivire, û dikare bibe sedema nifşek nû ya bataryayên - rewşa zexm -, ku dê ewletir, ekolojîktir, erzantir be û dikare xwedan kapasîteya 3 carî zêdetir be. Ji bo ku fêm bikin ka çima ev hemî coş, ramanek baş e ku meriv li ser bataryayên lîtium-ion (Li-ion) zanibe.
Pîlên Li-ion îro herî gelemperî ne. Li ser cûreyên din ên bataryayên wan gelek avantajên wan hene, lê di heman demê de sînorên wan jî hene.
Em dikarin wan li ser smartphone, wesayîtên elektrîkê û amûrên din ên elektronîkî bibînin. Ji bo peydakirina enerjiya pêwîst, ew elektrolîtek şil bikar tînin da ku îyonên lîtiumê di navbera anode (aliyê neyînî yê pîlê) û katodê (aliyê erênî) veguhezînin.
Ev şil di dilê meselê de ye. Barkirin an daxistina bilez a bataryayên lîtiumê dikare bibe sedema çêbûna dendritan, ku fîlamentên lîtiumê (rêveber) ne. Van fîlaman dikarin bibin sedema kurtegirêdanên hundurîn ên ku dibe sedema agir û tewra teqînan jî.
Vedîtina Maria Helena Braga
Veguheztina elektrolîta şil bi elektrolîteke hişk rê li ber çêbûna denditan digire. Ew bi rastî elektrolîtek zexm bû ku Maria Helena Braga, digel Jorge Ferreira, dema ku ew li Laboratoriya Neteweyî ya Enerjî û Jeolojiyê dixebitîn, vedîtin.
Nûbûn bi karanîna elektrolîtek camê ya zexm, ku destûrê dide karanîna anodek ku di metalên alkali (lîtium, zexm an potassium) de hatî çêkirin, vedihewîne. Tiştekî ku heta niha ne pêkan bû. Bikaranîna elektrolîtek vîtreyî cîhanek îmkanan vekiriye, wek mînak zêdekirina dendika enerjiya katodê û dirêjkirina çerxa jiyana pîlê.
Keşf di sala 2014an de di gotarekê de hat weşandin û bala civaka zanistî kişandibû. Civata ku John Goodenough, "bavê" pîlê lîtiumê ya îroyîn vedihewîne. Ev 37 sal berê bû ku wî pêşkeftina teknolojiyê ya ku hişt ku bataryayên lîtium-ion ji hêla bazirganî ve bikêrhatî bibin hevpar îcad kir. Profesorek li Zanîngeha Teksasê, 94-salî nekaribû coşa xwe ya ji bo vedîtina lêkolînerê Portekîzî bigire.
Demek dirêj derbas nebû ku Maria Helena Braga çû DY da ku ji John Goodenough re nîşan bide ku elektrolîta wê ya vîtreyî dikare îyonan bi heman leza elektrolîtek şil bigerîne. Ji hingê ve, her du jî li ser lêkolîn û pêşkeftina bataryayê ya hişk-dewletê hevkarî kirine. Vê hevkariyê berê guhertoyek nû ya elektrolîtê derxistiye holê.
Destwerdana Goodenough di hevkarî û pêşkeftina bataryaya zirav de di dayîna pêbaweriya pêwîst a vê keşfê de bû alîkar.
Avantajên Battery State Solid
Avantajên sozdar in:- zêdekirina voltaja ku dê ji bo heman voltajê zencîreya enerjiyê mezintir bihêle - destûrê dide bataryeka kompakttir
- destûrê dide barkirina bilez bêyî hilberîna dendritê - zêdetirî 1200 dewran
- bêtir çerxên barkirinê / dakêşanê yên ku ji bo jiyana bateriyê dirêjtir dihêlin
- destûrê dide ku di navberek germahiyek berfireh de bêyî hilweşandin bixebite - bataryayên yekem dikarin di -60º Celsius de bixebitin
- bi saya karanîna materyalên wekî sodyûm li şûna lîtiumê, lêçûna potansiyel kêm e
Yek ji avantajên din ên mezin ev e ku hucre dikarin bi materyalên hawirdorparêz, wekî sodyuma jorîn, ku ji ava deryayê were derxistin, werin çêkirin. Û tewra veguhestina wan jî ne pirsgirêk e. Tenê zererek, heke hûn dikarin wiya bi nav bikin, ev e ku ji bo danîna van bataryayên zexm hawîrdorek hişk û bijartî bê oksîjen hewce dike.
JI BO NÊ BIDIN: "Korîdorên elektrîkê" li ser rêyên neteweyî yên bihêzkirî
Maria Helena Braga dibêje ku jixwe bataryayên dewleta zexm hene: şaneyên coin an bişkojk, bataryayên bi qebareya pereyê ku, mînakî, di hin demjimêran de têne bikar anîn. Pîlên bi pîvanên din jî di laboratuarê de hatine ceribandin.
Dê kengê ev celeb pîlê di gerîdeyê de çêbibe?
Li gorî Maria Helena Braga, ew ê naha bi pîşesaziyê ve girêdayî ye. Vê lêkolîner û Goodenough berê rastdariya têgehê îsbat kiriye. Pêşveçûn dê ji hêla kesên din ve were kirin. Yanî ne sibe ne jî sala bê.
Veguheztina ji van pêşkeftinên laboratîf ber bi hilberên bazirganî ve dijwariyek girîng e. Dibe ku 15 salên din bidome berî ku em bibînin ku ev celebê nû yê bataryayê li wesayîtên elektrîkê tê sepandin.
Di bingeh de, pêdivî ye ku meriv pêvajoyên pîşesazî yên berbelav û bikêrhatî bibîne ku destûrê dide pîşesazîkirin û bazirganîkirina vî celebê nû yê bataryayê. Sedemek din bi veberhênanên mezin ên ku berê di pêşkeftina bataryayên lîtiumê de ji hêla saziyên herî cihêreng ve hatî çêkirin ve girêdayî ye. Mînaka herî populer dê Gigafactory Tesla be.
Bi gotinek din, di nav 10 salên pêş de divê em pêşveçûna bataryayên lîtiumê bidomînin. Tê çaverêkirin ku tîrêjiya enerjiya wan bi qasî %50 zêde bibe û lêçûna wan jî %50 kêm bibe. Veguheztinek bilez a di pîşesaziya otomotîvê de ber bi bataryayên hişk ve nayê hêvî kirin.
Di heman demê de veberhênan ber bi celebên din ên bataryayê ve têne rêve kirin, bi reaksiyonên kîmyewî yên cihêreng, ku dikarin ji bataryayek lîtium-ionê ya heyî 20 qat zencîreya enerjiyê bi dest bixin. Ne tenê ew ji sê qatan zêdetir e ku bi bataryayên zexm têne bidestxistin, lê, li gorî hin kesan, ew dikare beriya van bigihîje bazarê.
Lêbelê, senaryoya pêşerojê ji bo wesayîta elektrîkê hêvîdar xuya dike. Ev celeb pêşkeftin ew e ku divê di dawiyê de rê bide astên pêşbaziyê yên wekî wesayîtên bi motorên şewata navxweyî. Tewra jî, digel van hemî pêşkeftinan, wek vê vedîtina Maria Helena Braga, dibe ku 50 salên din jî bigire ku wesayîtên elektrîkî bigihîjin 70-80% ji bazara cîhanî.