[Dh’ fhaodadh dùmhlachd lùth bataraidhean lithium san àm ri teachd ruighinn 1.5 uair gu 2 uair an t-sruth, a tha a’ ciallachadh gum fàs na bataraidhean nas lugha. ]
[Tha raon lughdachadh cosgais bataraidh lithium-ion aig a’ char as àirde eadar 10% agus 30%. Tha e duilich a’ phrìs a ghearradh ann an leth. ]
Bho fhònaichean sgairteil gu càraichean dealain, tha teicneòlas bataraidh a’ toirt a-steach mean air mhean gach taobh de bheatha. Mar sin, dè an taobh a leasaicheas am bataraidh san àm ri teachd agus dè na h-atharrachaidhean a bheir e don chomann-shòisealta? Le na ceistean sin san amharc, rinn neach-aithris First Financial agallamh air a’ mhìos a chaidh, Akira Yoshino, neach-saidheans Iapanach a choisinn an Duais Nobel ann an Ceimigeachd airson bataraidhean lithium-ion am-bliadhna.
Ann am beachd Yoshino, bidh bataraidhean lithium-ion fhathast a’ faighinn smachd air gnìomhachas a’ bhataraidh anns na 10 bliadhna a tha romhainn. Bheir leasachadh theicneòlasan ùra leithid inntleachd fuadain agus Internet of Things atharrachaidhean “do-chreidsinneach” air na tha dùil aig bataraidhean lithium-ion.
Atharrachadh do-chreidsinneach
Nuair a dh'fhàs Yoshino mothachail air an fhacal "so-ghiùlain", thuig e gu robh feum aig a 'chomann-shòisealta air bataraidh ùr. Ann an 1983, rugadh a 'chiad bataraidh lithium san t-saoghal ann an Iapan. Rinn Yoshino Akira a’ chiad prototype san t-saoghal de bhataraidh lithium-ion ath-thagraidh, agus cuiridh e gu mòr ri leasachadh bataraidhean lithium-ion a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann am fònaichean sgairteil agus carbadan dealain san àm ri teachd.
An mìos mu dheireadh, thuirt Akira Yoshino ann an agallamh sònraichte le Neach-naidheachd Ionmhasail Àireamh 1, às deidh dha faighinn a-mach gun do choisinn e an Duais Nobel, “chan eil fìor fhaireachdainnean aige.” “Rinn na h-agallamhan slàn mi gu math trang às deidh sin, agus cha b’ urrainn dhomh a bhith ro thoilichte. ” Thuirt Akira Yoshino. “Ach leis gu bheil an latha a fhuair iad na duaisean san Dùbhlachd a’ tighinn nas fhaisge, tha fìrinn nan duaisean air fàs nas làidire.
Anns na 30 bliadhna a dh’ fhalbh, tha 27 sgoilear Iapanach no Iapanach air an Duais Nobel ann an Ceimigeachd a chosnadh, ach chan eil ach dithis aca, Akira Yoshino nam measg, air duaisean fhaighinn mar luchd-rannsachaidh corporra. “Ann an Iapan, mar as trice bidh luchd-rannsachaidh bho institiudan rannsachaidh agus oilthighean a’ faighinn dhuaisean, agus chan eil mòran de luchd-rannsachaidh corporra bhon ghnìomhachas air duaisean a chosnadh.” Thuirt Akira Yoshino ris a’ Chiad Neach-naidheachd Ionmhais. Chuir e cuideam cuideachd air na bha dùil aig a’ ghnìomhachas. Tha e den bheachd gu bheil tòrr rannsachaidh aig ìre Nobel taobh a-staigh a 'chompanaidh, ach bu chòir do ghnìomhachas Iapan a bhith a' leasachadh a cheannas agus a èifeachdas.
Tha Yoshino Akira den bheachd gun toir leasachadh theicneòlasan ùra leithid inntleachd fuadain agus Eadar-lìn Rudan atharrachaidhean “do-chreidsinneach” air na tha san amharc airson bataraidhean lithium-ion. Mar eisimpleir, luathaichidh adhartas bathar-bog pròiseas dealbhadh bataraidh agus leasachadh stuthan ùra, agus faodaidh e buaidh a thoirt air cleachdadh a’ bhataraidh, a’ leigeil leis a’ bhataraidh a bhith air a chleachdadh san àrainneachd as fheàrr.
Tha Yoshino Akira cuideachd gu math draghail mu na chuir an rannsachadh aige ri fuasgladh fhaighinn air cùisean atharrachadh clìomaid cruinneil. Thuirt e ris a' Chiad Neach-naidheachd Ionmhasail gun deach a bhuileachadh air dà adhbhar. Is e a’ chiad fhear cur ri leasachadh comann gluasadach snasail; is e an dàrna fear dòigh chudromach a sholarachadh airson àrainneachd na cruinne a dhìon. “Bidh an tabhartas do dhìon na h-àrainneachd a’ fàs nas follaisiche san àm ri teachd. Aig an aon àm, is e deagh chothrom gnìomhachais a tha seo cuideachd." Thuirt Akira Yoshino ri neach-aithris ionmhais.
Thuirt Yoshino Akira ri oileanaich aig òraid aig Oilthigh Meijo mar àrd-ollamh a thug seachad na dùilean àrda a tha aig a’ phoball airson cleachdadh lùth ath-nuadhachail agus bataraidhean mar fhrith-thomhas airson blàthachadh na cruinne, gun lìbhrig e am fiosrachadh aige fhèin, a’ toirt a-steach smuaintean air cùisean àrainneachd. ”
Cò a bhios os cionn gnìomhachas a’ bhataraidh
Thòisich leasachadh teicneòlas bataraidh air tionndadh lùtha. Bho fhònaichean sgairteil gu càraichean dealain, tha teicneòlas bataraidh uile-làthaireach, ag atharrachadh gach taobh de bheatha dhaoine. Co-dhiù am fàs am bataraidh san àm ri teachd nas cumhachdaiche agus cosgais nas ìsle bheir sin buaidh air gach fear againn.
Aig an àm seo, tha an gnìomhachas dealasach a thaobh a bhith a’ leasachadh sàbhailteachd a’ bhataraidh agus aig an aon àm a’ meudachadh dùmhlachd lùtha a’ bhataraidh. Bidh leasachadh coileanadh bataraidh cuideachd a’ cuideachadh le bhith a’ dèiligeadh ri atharrachadh clìomaid tro bhith a’ cleachdadh lùth ath-nuadhachail.
Ann am beachd Yoshino, bidh bataraidhean lithium-ion fhathast a 'toirt buaidh air gnìomhachas a' bhataraidh anns na 10 bliadhna a tha romhainn, ach leanaidh leasachadh agus àrdachadh theicneòlasan ùra a 'neartachadh luachadh agus dùilean a' ghnìomhachais. Thuirt Yoshino Akira ri First Business News gum faodadh dùmhlachd lùth bataraidhean lithium san àm ri teachd ruighinn 1.5 uair gu 2 uair an-dràsta, a tha a’ ciallachadh gum fàs am bataraidh nas lugha. “Lùghdaichidh seo an stuth agus mar sin lughdaichidh e a’ chosgais, ach cha bhi lùghdachadh mòr ann an cosgais an stuth. ” Thuirt e, “Tha an lùghdachadh ann an cosgais bataraidhean lithium-ion aig a’ char as àirde eadar 10% agus 30%. Tha e nas duilghe a’ phrìs a ghearradh ann an leth. ”
Am bi innealan dealanach a’ cosg nas luaithe san àm ri teachd? Mar fhreagairt, thuirt Akira Yoshino gu bheil fòn-làimhe làn ann an 5-10 mionaidean, a tha air a choileanadh san obair-lann. Ach feumaidh cosgais luath bholtadh làidir, a bheir buaidh air beatha bataraidh. Ann an iomadh suidheachadh dha-rìribh, is dòcha nach fheum daoine cosgais gu sònraichte luath.
Bho na bataraidhean tràth searbhag luaidhe, gu na bataraidhean hidride nicil-meatailt a tha nam prìomh àite aig companaidhean Iapanach leithid Toyota, gu na bataraidhean lithium-ion a chleachd Tesla Roaster ann an 2008, tha bataraidhean lithium-ion leaghaidh traidiseanta air smachd a chumail air a’ bhataraidh cumhachd. mhargaidh airson deich bliadhna. Anns an àm ri teachd, bidh an còmhstri eadar dùmhlachd lùtha agus riatanasan sàbhailteachd agus teicneòlas bataraidh lithium-ion traidiseanta a’ sìor fhàs follaiseach.
Mar fhreagairt do dheuchainnean agus toraidhean bataraidh stàite cruaidh bho chompanaidhean thall thairis, thuirt Akira Yoshino: “Tha mi a’ smaoineachadh gu bheil bataraidhean stàite cruaidh a ’riochdachadh slighe san àm ri teachd, agus tha mòran rùm ann fhathast airson leasachadh. Tha mi an dòchas adhartas ùr fhaicinn a dh’ aithghearr.”
Thuirt e cuideachd gu bheil bataraidhean solid-state coltach ann an teicneòlas ri bataraidhean lithium-ion. “Tro leasachadh teicneòlais, faodaidh astar snàmh lithium-ion ruighinn mu dheireadh timcheall air 4 uiread nas luaithe na an-dràsta.” Thuirt Akira Yoshino ri neach-aithris aig First Business News.
Is e bataraidhean solid-state bataraidhean lithium-ion a bhios a’ cleachdadh electrolytes stàite cruaidh. Leis gu bheil electrolytes stàite cruaidh a ’dol an àite an electrolyte organach a dh’ fhaodadh a bhith spreadhaidh ann am bataraidhean lithium-ion traidiseanta, tha seo a ’fuasgladh an dà phrìomh dhuilgheadas a thaobh dùmhlachd lùth àrd agus coileanadh sàbhailteachd àrd. Bithear a ’cleachdadh electrolytes solid-state aig an aon lùth Tha dùmhlachd lùth nas àirde aig a’ bhataraidh a thèid an àite an electrolyte, aig an aon àm tha barrachd cumhachd agus ùine cleachdaidh nas fhaide, is e sin gluasad leasachaidh an ath ghinealach de bataraidhean lithium.
Ach tha dùbhlain mu choinneamh bataraidhean cruaidh-stàite cuideachd leithid a bhith a’ lughdachadh chosgaisean, a’ leasachadh sàbhailteachd electrolytes cruaidh, agus a’ cumail suas ceangal eadar electrodan agus electrolytes aig àm cosgais is sgaoileadh. An-dràsta, tha mòran de chompanaidhean càr mòr air feadh an t-saoghail a’ tasgadh gu mòr ann an R&D airson bataraidhean stàite cruaidh. Mar eisimpleir, tha Toyota a 'leasachadh bataraidh cruaidh-stàite, ach chan eil a' chosgais air fhoillseachadh. Tha institiudan rannsachaidh a’ dèanamh a-mach, ro 2030, gu bheil dùil gum bi iarrtas bataraidh stàite cruaidh a’ tighinn faisg air 500 GWh.
Thuirt an t-Àrd-ollamh Whitingham, a cho-roinn an Duais Nobel le Akira Yoshino, gur dòcha gur e bataraidhean stàite cruaidh a’ chiad fheadhainn a chaidh a chleachdadh ann an electronics beaga leithid fònaichean sgairteil. “Leis gu bheil duilgheadasan mòra ann fhathast a thaobh cleachdadh shiostaman mòra.” thuirt an t-Ollamh Wittingham.
Ùine puist: Dùbhlachd-16-2019