Бу исемне төзәтегез: Мария Хелена Брага. Бу гадәттәгечә Португалия исеме артында без Порто Университетының Инженерлык факультетыннан бер тикшерүче табабыз, аның эше аркасында литий-ион батарея технологиясенең алга китүенә өлеш керткән булырга мөмкин.
Аның өлеше электролит пыяла ачылышына әйләнә, һәм батарейкаларның яңа буынын - каты халәтне тудырырга мөмкин, бу куркынычсызрак, экологик, арзанрак һәм 3х га кадәр сыйдырышлы була ала. Ни өчен бу энтузиазмны аңлау өчен, литий-ион (Ли-ион) батарейкалары турында белү яхшы идея.
Ли-ион батарейкалары бүген иң еш очрый. Аларның башка төр батарейкаларга караганда күп өстенлекләре бар, ләкин аларның чикләре дә бар.
Без аларны смартфоннарда, электр машиналарында һәм башка электрон җайланмаларда таба алабыз. Кирәкле энергия белән тәэмин итү өчен, алар анод (батареяның тискәре ягы) һәм катод (уңай ягы) арасында литий ионнарын ташу өчен сыек электролит кулланалар.
Бу сыеклык эшнең үзәгендә. Литий батарейкаларын тиз зарядлау яки җибәрү литий филаментлары (үткәргечләр) булган дендритлар барлыкка килергә мөмкин. Бу филаментлар эчке кыска схемаларга китерергә мөмкин, алар янгынга һәм хәтта шартлауларга китерергә мөмкин.
Мария Хелена Браганың ачылышы
Сыек электролитны каты электролит белән алыштыру дендритлар барлыкка килүдән саклый. Мария Хелена Брага, Хорхе Феррейра белән берлектә, алар Энергия һәм Геология Милли Лабораториясендә эшләгәндә нәкъ каты электролит таптылар.
Инновация каты пыяла электролит куллануны үз эченә ала, бу алкал металлларында (литий, каты яки калий) төзелгән анодны кулланырга мөмкинлек бирә. Хәзерге вакытта мөмкин булмаган нәрсә. Витреус электролитны куллану катодның энергия тыгызлыгын арттыру һәм батарейка гомер циклын озайту кебек мөмкинлекләр дөньясын ачты.
Ачыш 2014-нче елда мәкаләдә бастырылып, фәнни җәмгыятьнең игътибарын җәлеп итте. Бүгенге литий батареяның "әтисе" Джон Гуденофны үз эченә алган җәмгыять. 37 ел элек ул литий-ион батарейкаларын коммерцияле тормышка ашырырга мөмкинлек биргән технологик алгарышны бергә уйлап тапты. Техас Университеты профессоры, 94 яшьлек кеше Португалия тикшерүчесе ачышына ашкынуын саклый алмады.
Мария Хелена Брага АКШка барып, Джон Гуденога аның витруслы электролитының сыек электролит белән бер тизлектә ион үткәрә алуын күрсәтү өчен озакка сузылмады. Шул вакыттан алып, икесе дә каты торышлы батареяны тикшерүдә һәм эшләүдә хезмәттәшлек иттеләр. Бу хезмәттәшлек электролитның яңа версиясен булдырды.
Гуденофның хезмәттәшлегенә һәм каты дәүләт батареясын үстерүгә катнашуы бу ачышка кирәкле ышаныч бирүдә мөһим роль уйный.
Каты дәүләт батареясының өстенлекләре
Өстенлекләр өметле:- шул ук күләмдә зур энергия тыгызлыгын тәэмин итәчәк көчәнешнең артуы - тагын да тыгыз батареяга мөмкинлек бирә
- дендрит җитештермичә тиз йөкләргә мөмкинлек бирә - 1200 циклдан артык
- батареяның озын гомерен тәэмин итүче күбрәк корылма / агызу цикллары
- деградациясез киң температура диапазонында эшләргә мөмкинлек бирә - -60ºельсийда эшли алырлык беренче батарейкалар.
- литий урынына натрий кебек материаллар куллану аркасында потенциаль арзан бәя
Тагын бер зур өстенлек - күзәнәкләр экологик чиста материаллар белән төзелергә мөмкин, мәсәлән, югарыда телгә алынган натрий, алар диңгез суыннан чыгарыла ала. Evenәм хәтта аларның эшкәртү мөмкинлеге дә проблема түгел. Бердәнбер начарлыгы, сез аны шулай атый аласыз, бу каты батарейкаларны монтажлау коры һәм яхшырак кислородсыз мохит таләп итә.
АЧЫК БУЛМАГЫЗ: ныгытылган милли автомобиль юлларында "Электр коридорлары"
Мария Хелена Брага каты дәүләт батарейкалары бар ди: тәңкә яки төймә күзәнәкләре, тәңкә зурлыгында, мәсәлән, кайбер сәгатьләрдә. Башка үлчәмле батареялар да лабораториядә сынадылар.
Машинадагы батареяның бу төре кайчан булачак?
Мария Хелена Брага сүзләре буенча, ул хәзер тармакка бәйле булачак. Бу тикшерүче һәм Гуденоф концепциянең дөреслеген исбатладылар. Developmentсеш башкалар тарафыннан эшләнергә тиеш. Башкача әйткәндә, иртәгә дә, киләсе елда да булмаячак.
Бу лаборатория казанышларыннан коммерция продуктларына күчү бик авыр. Электр машиналарына кулланылган бу яңа батареяны күргәнче тагын 15 ел вакыт кирәк булыр.
Нигездә, бу яңа төр батарейкаларны индустриализацияләү һәм коммерцияләштерү мөмкинлеген бирә торган масштаблы һәм чыгымлы сәнәгать процессларын табарга кирәк. Тагын бер сәбәп - күптөрле субъектлар тарафыннан литий батарейкаларын алга җибәрү өчен салынган зур инвестицияләр белән бәйле. Иң популяр мисал Тесланың Гигафабрикасы булачак.
Башкача әйткәндә, киләсе 10 ел эчендә без литий батарейкалар эволюциясен күрергә тиеш. Аларның энергия тыгызлыгы якынча 50% ка, бәясе 50% ка төшәр дип көтелә. Автомобиль сәнәгатендә каты дәүләт батарейкаларына тиз күчү көтелми.
Инвестицияләр шулай ук төрле химик реакцияләр белән, хәзерге литий-ион аккумуляторына караганда 20 тапкыр күбрәк энергия тыгызлыгына ирешә алырлык башка батарейкаларга юнәлтелә. Бу каты батарейкалар белән ирешелгән өч тапкырдан өстенрәк түгел, кайберәүләр әйтүенчә, алар базарга кадәр барып җитә ала.
Wayәрхәлдә, киләчәк сценарий электр машинасы өчен өметле булып күренә. Бу төр аванс, ниһаять, эчке яну двигательләре булган машиналарга эквивалентлы көндәшлек дәрәҗәсенә рөхсәт бирергә тиеш. Шуңа да карамастан, Мария Хелена Браганың бу ачышы кебек, барлык алга китешләр белән, электр машиналары дөнья базарының 70-80% өлешенә җитәр өчен тагын 50 ел кирәк булыр.