Ngalereskeun nami ieu: Maria Héléna Braga. Di balik ieu ngaran ilaharna Portugis, urang manggihan hiji panalungtik ti Fakultas Téknik Universitas Porto anu, berkat karyana, bisa jadi geus nyumbang kana kamajuan definitif tina téhnologi batré litium-ion.
Kontribusi na revolves sabudeureun kapanggihna kaca éléktrolit, sarta bisa ngabalukarkeun generasi anyar accu - solid state -, nu bakal leuwih aman, leuwih ékologis, affordable sarta bisa boga nepi ka 3x leuwih kapasitas. Pikeun ngartos naha sagala sumanget ieu, éta mangrupakeun ide nu sae pikeun nyaho ngeunaan batré litium-ion (Li-ion).
Batré Li-ion anu paling umum ayeuna. Aranjeunna mibanda loba kaunggulan leuwih tipe séjén accu, tapi maranéhna ogé boga watesan maranéhanana.
Urang tiasa mendakanana dina smartphone, kendaraan listrik sareng alat éléktronik anu sanés. Pikeun nyayogikeun énergi anu diperyogikeun, aranjeunna nganggo éléktrolit cair pikeun ngangkut ion litium antara anoda (sisi négatip batré) sareng katoda (sisi positif).
Cairan ieu aya dina jantung masalahna. Ngecas gancang atanapi ngecas batré litium tiasa nyababkeun kabentukna dendrit, nyaéta filamén litium (konduktor). Filamén ieu tiasa nyababkeun sirkuit pondok internal anu tiasa nyababkeun kahuruan bahkan ngabeledug.
Kapanggihna Maria Héléna Braga
Ngaganti éléktrolit cair ku éléktrolit padet nyegah dibentukna dendrites. Éta mangrupikeun éléktrolit padet anu kapanggih Maria Héléna Braga, sareng Jorge Ferreira, nalika aranjeunna damel di Laboratorium Nasional Énergi sareng Géologi.
Inovasi ngalibatkeun pamakéan éléktrolit kaca padet, nu ngidinan pamakéan hiji anoda diwangun dina logam alkali (lithium, padet atawa kalium). Hal anu teu mungkin dugi ka ayeuna. Pamakéan éléktrolit vitreous parantos muka dunya kamungkinan, sapertos ningkatkeun kapadetan énergi katoda sareng manjangkeun siklus umur batré.
Papanggihan ieu diterbitkeun dina artikel di 2014 sarta direbut perhatian masarakat ilmiah. Komunitas anu kalebet John Goodenough, "bapa" batré litium ayeuna. Ieu 37 sababaraha taun ka pengker anjeunna co-invented kamajuan téhnologis nu diwenangkeun accu litium-ion jadi giat komersil. Profesor di Universitas Texas, anu umurna 94 taun teu tiasa nahan sumangetna pikeun panemuan panalungtik Portugis.
Teu lila pikeun Maria Héléna Braga indit ka AS pikeun nunjukkeun ka John Goodenough yén éléktrolit vitreous na bisa ngalirkeun ion dina laju sarua salaku éléktrolit cair. Ti saprak éta, duanana parantos gawé bareng dina panalungtikan sareng pamekaran batré solid-state. Kolaborasi ieu parantos ngahasilkeun vérsi énggal éléktrolit.
Intervensi Goodenough dina gawé babarengan sareng pamekaran batré solid-state parantos ngabantosan dina masihan kredibilitas anu diperyogikeun pikeun penemuan ieu.
Kaunggulan Batre Solid State
Kauntungannana ngajangjikeun:- kanaékan tegangan nu bakal ngidinan dénsitas énergi gede pikeun volume sarua - ngamungkinkeun pikeun batré leuwih kompak
- ngamungkinkeun loading gancang tanpa produksi dendrite - leuwih 1200 siklus
- leuwih muatan / siklus ngurangan nu ngidinan pikeun hirup batré deui
- ngamungkinkeun pikeun beroperasi dina kisaran suhu anu langkung lega tanpa degradasi - batré pangheulana tiasa beroperasi dina -60º Celsius
- ongkos berpotensi handap berkat pamakéan bahan kayaning natrium tinimbang litium
Kauntungannana anu sanésna nyaéta yén sél tiasa diwangun ku bahan anu ramah lingkungan, sapertos natrium anu disebut tadi, anu tiasa diékstrak tina cai laut. Sareng daur ulangna henteu janten masalah. Hiji-hijina downside, upami anjeun tiasa nyauran éta, nyaéta yén masang batré padet ieu peryogi lingkungan anu garing sareng langkung saé bebas oksigén.
TEU LOSOK: "Koridor Listrik" dina jalan raya nasional anu dikuatkeun
Maria Héléna Braga nyebutkeun yen geus aya accu solid state: koin atawa sél tombol, batré koin-ukuran anu dipaké, contona, dina sababaraha arloji. Batré sareng diménsi anu sanés ogé parantos diuji di laboratorium.
Iraha jinis batré ieu dina mobil bakal kajantenan?
Numutkeun Maria Héléna Braga, ayeuna bakal gumantung kana industri. Panaliti ieu sareng Goodenough parantos ngabuktikeun validitas konsép. Pangwangunan kedah dilakukeun ku batur. Dina basa sejen, éta moal isukan atawa taun hareup.
Pindah tina kamajuan laboratorium ieu kana produk komérsial mangrupikeun tantangan anu ageung. Butuh waktu 15 taun deui sateuacan urang ningali jinis batré anyar ieu dilarapkeun kana kendaraan listrik.
Dasarna, perlu pikeun manggihan prosés industri scalable jeung ongkos-éféktif anu ngamungkinkeun industrialisasi jeung commercialization tina tipe anyar accu ieu. Alesan sanésna aya hubunganana sareng investasi ageung anu parantos dilakukeun dina kamajuan batré litium ku éntitas anu paling beragam. Conto anu paling populér nyaéta Tesla's Gigafactory.
Kalayan kecap sanésna, salami 10 taun ka hareup urang kedah teras-terasan ningali évolusi batré litium. Kapadetan énergina diperkirakeun naék sakitar 50% sareng biayana diperkirakeun turun ku 50%. Pergeseran gancang dina industri otomotif kana batré solid-state henteu diperkirakeun.
Investasi ogé diarahkeun kana jinis batré anu sanés, kalayan réaksi kimia anu béda-béda, anu tiasa ngahontal dénsitas énergi 20 kali langkung seueur tibatan batré litium-ion ayeuna. Henteu ngan éta punjul ti tilu kali leuwih dihontal ku batré padet, tapi, nurutkeun sababaraha, éta bisa ngahontal pasar saméméh ieu.
Atoh, skénario masa depan sigana ngajangjikeun pikeun kendaraan listrik. Jenis kamajuan ieu anu tungtungna kedah ngamungkinkeun tingkat daya saing sarimbag sareng kendaraan anu nganggo mesin durukan internal. Sanaos kitu, kalayan sagala kamajuan ieu, sapertos panemuan ieu ku Maria Helena Braga, peryogi 50 taun deui kanggo kendaraan listrik ngahontal pangsa 70-80% tina pasar global.