Nòt Editè a: Teknoloji elektrik se avni tè vèt la, ak teknoloji batri se fondasyon teknoloji elektrik ak kle nan mete restriksyon sou devlopman gwo echèl teknoloji elektrik.Teknoloji aktyèl batri endikap la se pil ityòm-ion, ki gen bon dansite enèji ak efikasite segondè.Sepandan, ityòm se yon eleman ki ra ak pri ki wo ak resous limite.An menm tan an, kòm itilizasyon sous enèji renouvlab ap grandi, dansite enèji nan pil ityòm-ion pa ase ankò.kijan pou reponn?Mayank Jain te fè yon bilan sou kèk teknoloji batri ki ka itilize nan tan kap vini an.Atik orijinal la te pibliye sou mwayen ak tit la: The Future of Battery Technology
Tè a plen enèji, e n ap fè tout sa nou kapab pou nou pran enèji sa a e nou byen sèvi ak nou.Malgre ke nou te fè yon pi bon travay nan tranzisyon an nan enèji renouvlab, nou pa te fè anpil pwogrè nan estoke enèji.
Kounye a, estanda ki pi wo nan teknoloji batri se ityòm-ion pil.Batri sa a sanble gen pi bon dansite enèji, efikasite segondè (apeprè 99%), ak lavi ki long.
Se konsa, sa ki mal?Kòm enèji renouvlab nou pran ap kontinye grandi, dansite enèji pil ityòm-ion pa ase ankò.
Depi nou ka kontinye pwodwi pil nan pakèt, sa a pa sanble yo dwe yon gwo zafè, men pwoblèm nan se ke ityòm se yon metal relativman ra, kidonk pri li yo pa ba.Malgre ke depans pwodiksyon batri yo ap tonbe, bezwen pou depo enèji tou ap ogmante rapidman.
Nou te rive nan yon pwen kote yon fwa batri ityòm ion fabrike, li pral gen yon gwo enpak sou endistri enèji a.
Dansite enèji ki pi wo nan konbistib fosil se yon reyalite, e sa a se yon gwo faktè enfliyanse ki anpeche tranzisyon an nan yon depandans total sou enèji renouvlab.Nou bezwen pil ki emèt plis enèji pase pwa nou.
Ki jan pil ityòm-ion travay
Mekanis k ap travay nan pil ityòm se menm jan ak batri chimik òdinè AA oswa AAA.Yo gen tèminal anod ak katod, ak yon elektwolit nan mitan.Kontrèman ak pil òdinè, reyaksyon an egzeyat nan yon batri ityòm-ion se revèsib, kidonk batri a ka rechaje repete.
Se katod la (+ tèminal) te fè nan fosfat ityòm fè, se anod la (-tèminal) te fè nan grafit, ak grafit se te fè nan kabòn.Elektrisite se jis koule nan elektwon.Batri sa yo jenere elektrisite lè yo deplase iyon ityòm ant anod ak katod.
Lè yo chaje, iyon yo deplase nan anod la, epi lè yo egzeyate, iyon yo kouri nan katod la.
Mouvman iyon sa a lakòz mouvman elektwon nan kous la, kidonk mouvman iyon ityòm ak mouvman elektwon yo gen rapò.
Silisyòm anod batri
Anpil konpayi machin gwo tankou BMW te envesti nan devlopman pil Silisyòm anod.Tankou pil ityòm-ion òdinè, pil sa yo sèvi ak anod ityòm, men olye pou yo anod ki baze sou kabòn, yo sèvi ak Silisyòm.
Kòm yon anod, Silisyòm pi bon pase grafit paske li mande pou 4 atòm kabòn pou kenbe ityòm, ak 1 atòm Silisyòm ka kenbe 4 iyon ityòm.Sa a se yon gwo amelyorasyon ... fè Silisyòm 3 fwa pi fò pase grafit.
Men, itilizasyon ityòm se toujou yon epe de bò.Materyèl sa a toujou chè, men li pi fasil tou pou transfere enstalasyon pwodiksyon nan selil Silisyòm.Si pil yo konplètman diferan, faktori a pral gen yo dwe konplètman reamenaje, ki pral lakòz plus nan chanje yo dwe yon ti kras redwi.
Anòd Silisyòm yo fèt pa trete sab pou pwodwi Silisyòm pi, men pi gwo pwoblèm chèchè yo kounye a fè fas a se ke anod Silisyòm anfle lè yo itilize.Sa ka lakòz batri a degrade twò vit.Li difisil tou pou pwodwi mas anod.
Batri grafèn
Grafèn se yon kalite flak kabòn ki sèvi ak menm materyèl ak yon kreyon, men li koute anpil tan pou tache grafit ak flak yo.Graphene fè lwanj pou pèfòmans ekselan li yo nan anpil ka itilize, ak pil yo se youn nan yo.
Gen kèk konpayi k ap travay sou pil grafèn ki ka konplètman chaje nan minit ak egzeyat nan 33 fwa pi vit pase pil ityòm-ion.Sa a se yon gwo valè pou machin elektrik.
Batri kim
Kounye a, pil tradisyonèl yo genyen de dimansyon.Yo swa anpile tankou yon batri ityòm oswa woule tankou yon batri tipik AA oswa ityòm-ion.
Batri kim la se yon nouvo konsèp ki enplike mouvman chaj elektrik nan espas 3D.
Estrikti 3 dimansyon sa a ka akselere tan chaje a ak ogmante dansite enèji, sa yo se kalite trè enpòtan nan batri a.Konpare ak pifò lòt pil, pil kim pa gen okenn elektwolit likid danjere.
Batri kim yo sèvi ak elektwolit solid olye pou yo elektwolit likid.Elektwolit sa a pa sèlman fè iyon ityòm, men tou, izole lòt aparèy elektwonik.
Anòd ki kenbe chaj negatif batri a fèt an kwiv kimen ak kouvwi ak materyèl aktif ki nesesè yo.
Lè sa a, yon elektwolit solid aplike alantou anod la.
Finalman, yo itilize yon sa yo rele "paste pozitif" pou ranpli twou vid ki genyen andedan batri a.
Batri oksid aliminyòm
Batri sa yo gen youn nan pi gwo dansite enèji nan nenpòt batri.Enèji li yo pi pwisan ak pi lejè pase pil ityòm-ion aktyèl yo.Gen kèk moun ki fè konnen pil sa yo ka bay 2,000 kilomèt machin elektrik.Ki sa ki konsèp sa a?Pou referans, ranje maksimòm krwazyèr Tesla se apeprè 600 kilomèt.
Pwoblèm nan ak pil sa yo se ke yo pa ka chaje.Yo pwodui idroksid aliminyòm epi yo lage enèji atravè reyaksyon aliminyòm ak oksijèn nan yon elektwolit ki baze sou dlo.Itilizasyon pil konsome aliminyòm kòm yon anod.
Batri sodyòm
Kounye a, syantis Japonè yo ap travay sou fè pil ki sèvi ak sodyòm olye pou yo ityòm.
Sa a ta deranje, kòm pil sodyòm yo teyorikman 7 fwa pi efikas pase pil ityòm.Yon lòt avantaj gwo se ke sodyòm se sizyèm eleman ki pi rich nan rezèv latè, konpare ak ityòm, ki se yon eleman ki ra.
Tan poste: Dec-02-2019