Fixéiert dësen Numm: Maria Helena Braga. Hannert dësem sou typesch portugiseschen Numm fanne mir e Fuerscher vun der Fakultéit fir Ingenieuren vun der Universitéit vu Porto, deen duerch hir Aarbecht zum definitive Fortschrëtt vun der Lithium-Ion Batterietechnologie bäigedroen huet.
Säi Bäitrag dréint sech ëm d'Entdeckung vum Elektrolytglas, a kéint zu enger neier Generatioun vu Batterien - Solid State - ginn, déi méi sécher, méi ekologesch, bezuelbar sinn a bis zu 3x méi Kapazitéit kënne hunn. Fir ze verstoen firwat all dës Begeeschterung, ass et eng gutt Iddi iwwer Lithium-Ion (Li-Ion) Batterien ze wëssen.
Li-Ion Batterien sinn déi heefegst haut. Si hu vill Virdeeler iwwer aner Zorte vu Batterien, awer si hunn och hir Aschränkungen.
Mir kënnen se op Smartphones, elektresche Gefierer an aner elektronesch Apparater fannen. Fir déi néideg Energie ze liwweren, benotze se e flëssege Elektrolyt fir Lithiumionen tëscht der Anode (negativ Säit vun der Batterie) an der Kathode (positiv Säit) ze transportéieren.
Dës Flëssegkeet ass am Kär vun der Saach. Schnell Laden oder Entladung vu Lithium Batterien kann zu der Bildung vun Dendriten féieren, déi Lithium Filamenter (Leeder) sinn. Dës Filamenter kënnen intern Kuerzschluss verursaachen, déi Bränn a souguer Explosiounen verursaachen.
D'Entdeckung vu Maria Helena Braga
D'Ersatz vun der flësseger Elektrolyt mat engem festen Elektrolyt verhënnert d'Bildung vun Dendriten. Genee e festen Elektrolyt huet d'Maria Helena Braga zesumme mam Jorge Ferreira entdeckt, wéi si am Nationallaboratoire fir Energie a Geologie geschafft hunn.
D'Innovatioun beinhalt d'Benotzung vun engem festen Glas Elektrolyt, deen d'Benotzung vun enger Anode erlaabt, déi an Alkalimetaller (Lithium, Fest oder Kalium) gebaut ass. Eppes wat bis elo net méiglech war. D'Benotzung vun engem Glasfaserelektrolyt huet eng Welt vu Méiglechkeeten opgemaach, sou wéi d'Erhéijung vun der Energiedicht vun der Kathode an d'Verlängerung vun der Batterie Liewenszyklus.
D'Entdeckung gouf an engem Artikel am 2014 publizéiert an huet d'Opmierksamkeet vun der wëssenschaftlecher Gemeinschaft gefaangen. Gemeinschaft déi den John Goodenough enthält, de "Papp" vun der haut Lithium Batterie. Et war virun 37 Joer datt hien den technologesche Fortschrëtt mat erfonnt huet, deen d'Lithium-Ion-Batterien erlaabt kommerziell liewensfäeg ze ginn. E Professer op der University of Texas, de 94-Joer ale konnt seng Begeeschterung fir d'Entdeckung vum portugisesche Fuerscher net enthalen.
Et huet net laang gedauert bis d'Maria Helena Braga an d'USA reest fir dem John Goodenough ze beweisen, datt hir Glasfërmeg Elektrolyt Ionen mat der selwechter Geschwindegkeet wéi e flëssege Elektrolyt kéint féieren. Zënterhier hu béid u Solid-State Batteriefuerschung an Entwécklung zesummegeschafft. Dës Zesummenaarbecht huet schonn eng nei Versioun vum Elektrolyt entstanen.
Dem Goodenough seng Interventioun an der Zesummenaarbecht an der Entwécklung vun der Solid-State Batterie war instrumental fir dës Entdeckung déi néideg Kredibilitéit ze ginn.
Virdeeler vun Solid State Batterie
D'Virdeeler si villverspriechend:- Erhéijung vun der Spannung déi méi grouss Energiedicht fir dee selwechte Volume erlaabt - erlaabt eng méi kompakt Batterie
- erlaabt séier Luede ouni Dendritproduktioun - iwwer 1200 Zyklen
- méi charge / Offlossquantitéit Zyklen datt fir méi Batterie Liewen erlaben
- erlaabt et an engem méi breet Temperaturberäich ouni Verschlechterung ze bedreiwen - éischt Batterien fir bei -60º Celsius ze bedreiwen
- potenziell manner Käschten dank der Notzung vu Materialien wéi Natrium amplaz Lithium
En anere grousse Virdeeler ass, datt d'Zellen mat ëmweltfrëndleche Materialien gebaut kënne ginn, wéi zum Beispill dem sougenannten Natrium, deen aus Mierwaasser extrahéiert ka ginn. An och hir Verwäertbarkeet ass keen Thema. Deen eenzegen Nodeel, wann Dir et esou nenne kënnt, ass datt d'Montage vun dëse festen Batterien en dréchent a léiwer Sauerstofffräi Ëmfeld erfuerdert.
NET VERMASSEN: "Elektresch Korridore" op verstäerkten nationalen Autobunne
D'Maria Helena Braga seet, datt et scho Solid-State-Batterien gëtt: Mënz- oder Knäppercher, Mënz-Batterien, déi zum Beispill an e puer Aueren benotzt ginn. Batterie mat aneren Dimensiounen goufen och am Labo getest.
Wéini wäert dës Zort Batterie an engem Auto geschéien?
Dem Maria Helena Braga no wäert et elo vun der Industrie ofhänken. Dëse Fuerscher a Goodenough hunn d'Validitéit vum Konzept scho bewisen. Entwécklung muss vun aneren gemaach ginn. Dat heescht, et wäert net muer oder nächst Joer sinn.
Vun dësen Laboratoire Fortschrëtter op kommerziell Produkter ze plënneren ass eng bedeitend Erausfuerderung. Et kéint nach 15 Joer daueren ier mir dës nei Batterietyp op elektresch Gefierer applizéiert gesinn.
Prinzipiell ass et néideg skalierbar a kosteneffektiv industriell Prozesser ze fannen, déi d'Industrialiséierung an d'Kommerzialiséierung vun dëser neier Aart vu Batterien erlaben. En anere Grond ass am Zesummenhang mat de groussen Investitiounen, déi scho gemaach goufen an de Fortschrëtt vu Lithium Batterien vun de verschiddensten Entitéiten. Dat populärste Beispill wäert Tesla's Gigafactory sinn.
An anere Wierder, an den nächsten 10 Joer solle mir d'Evolutioun vu Lithium Batterien weider gesinn. Hir Energiedicht gëtt erwaart ëm ongeféier 50% eropzegoen an hir Käschte sollen ëm 50% falen. Eng séier Verréckelung an der Autosindustrie op Solid-State Batterien ass net ze erwaarden.
D'Investitioune ginn och op aner Aarte vu Batterien riicht, mat verschiddene chemesche Reaktiounen, déi bis zu 20 Mol méi Energiedicht wéi eng aktuell Lithium-Ion Batterie erreechen. Net nëmmen ass et super iwwer déi dräimol méi duerch zolidd Batterien erreecht, awer, laut e puer, kéint et de Maart virun dësen erreechen.
Jiddefalls gesäit den Zukunftszenario villverspriechend fir den elektresche Gefier aus. Dës Aart vu Fortschrëtter ass dat wat endlech fir Niveaue vu Kompetitivitéit gläichwäerteg mat Gefierer mat Verbrennungsmotore soll erlaben. Trotzdem, mat all dëse Fortschrëtter, sou wéi dës Entdeckung vum Maria Helena Braga, kann et nach 50 Joer daueren fir Elektroautoen e 70-80% Undeel vum Weltmaart z'erreechen.