Cathetan editor: Teknologi listrik minangka masa depan bumi ijo, lan teknologi baterei minangka dhasar teknologi listrik lan kunci kanggo mbatesi pangembangan teknologi listrik kanthi skala gedhe. Teknologi baterei arus utama saiki yaiku baterei lithium-ion, sing nduweni kapadhetan energi sing apik lan efisiensi dhuwur. Nanging, lithium minangka unsur langka kanthi biaya dhuwur lan sumber daya winates. Ing wektu sing padha, nalika nggunakake sumber energi dianyari mundak akeh, Kapadhetan energi saka baterei lithium-ion ora cukup maneh. carane nanggapi? Mayank Jain wis njupuk saham sawetara teknologi baterei sing bisa digunakake ing mangsa ngarep. Artikel asli diterbitake ing medium kanthi judhul: Masa Depan Teknologi Baterei
Bumi kebak energi, lan kita nindakake kabeh sing kita bisa kanggo njupuk lan nggunakake energi sing apik. Sanajan kita wis nindakake proyek sing luwih apik ing transisi menyang energi sing bisa dianyari, kita durung nggawe akeh kemajuan ing nyimpen energi.
Saiki, standar teknologi baterei paling dhuwur yaiku baterei lithium-ion. Baterei iki katon nduweni kapadhetan energi sing paling apik, efisiensi dhuwur (udakara 99%), lan umure dawa.
Dadi apa salah? Amarga energi sing bisa dianyari terus saya tambah, kapadhetan energi baterei lithium-ion ora cukup.
Awit kita bisa terus kanggo gawé baterei ing kumpulan, iki ora koyone dadi masalah gedhe, nanging masalah sing lithium punika logam relatif langka, supaya biaya ora kurang. Sanajan biaya produksi baterei saya mudhun, kabutuhan panyimpenan energi uga saya mundhak kanthi cepet.
Kita wis tekan titik nalika baterei lithium ion diprodhuksi, bakal duwe pengaruh gedhe ing industri energi.
Kapadhetan energi sing luwih dhuwur saka bahan bakar fosil minangka kasunyatan, lan iki minangka faktor pengaruh gedhe sing ngalangi transisi menyang katergantungan total marang energi sing bisa dianyari. Kita butuh baterei sing ngetokake energi luwih akeh tinimbang bobote.
Carane baterei lithium-ion bisa
Mekanisme kerja baterei lithium padha karo baterei kimia AA utawa AAA biasa. Padha duwe terminal anoda lan katoda, lan elektrolit ing antarane. Ora kaya baterei biasa, reaksi discharge ing baterei lithium-ion bisa dibalik, saengga baterei bisa diisi ulang.
Katoda (+ terminal) digawe saka lithium wesi fosfat, anoda (-terminal) digawe saka grafit, lan grafit digawe saka karbon. Listrik mung aliran elektron. Baterei iki ngasilake listrik kanthi mindhah ion litium ing antarane anoda lan katoda.
Nalika diisi, ion pindhah menyang anoda, lan nalika dibuwang, ion kasebut mbukak menyang katoda.
Gerakan ion iki nyebabake obahe elektron ing sirkuit, mula gerakan ion lithium lan gerakan elektron ana hubungane.
Silicon anode baterei
Akeh perusahaan mobil gedhe kaya BMW wis nandur modal ing pangembangan baterei anoda silikon. Kaya baterei lithium-ion biasa, baterei iki nggunakake anoda lithium, nanging tinimbang anoda adhedhasar karbon, padha nggunakake silikon.
Minangka anoda, silikon luwih apik tinimbang grafit amarga mbutuhake 4 atom karbon kanggo nahan litium, lan 1 atom silikon bisa nampung 4 ion litium. Iki minangka upgrade utama ... nggawe silikon 3 kaping luwih kuwat tinimbang grafit.
Nanging, panggunaan litium isih dadi pedhang bermata pindho. Materi iki isih larang, nanging uga luwih gampang nransfer fasilitas produksi menyang sel silikon. Yen baterei temen beda, pabrik kudu rampung redesigned, kang bakal nimbulaké attractiveness ngoper dadi rada suda.
Anoda silikon digawe kanthi nambani pasir kanggo ngasilake silikon murni, nanging masalah paling gedhe sing diadhepi peneliti saiki yaiku anoda silikon abuh nalika digunakake. Iki bisa nyebabake baterei cepet banget rusak. Sampeyan uga angel ngasilake anoda massal.
baterei Graphene
Graphene minangka jinis serpihan karbon sing nggunakake bahan sing padha karo potlot, nanging mbutuhake wektu akeh kanggo nempelake grafit ing serpihan kasebut. Graphene dipuji amarga kinerja sing apik banget ing pirang-pirang kasus panggunaan, lan baterei minangka salah sawijining.
Sawetara perusahaan nggarap baterei graphene sing bisa diisi kanthi lengkap sajrone sawetara menit lan dibuwang kaping 33 luwih cepet tinimbang baterei lithium-ion. Iki regane gedhe kanggo kendaraan listrik.
Baterei busa
Saiki, baterei tradisional wis rong dimensi. Padha ditumpuk kaya baterei lithium utawa digulung kaya baterei AA utawa lithium-ion khas.
Baterei umpluk minangka konsep anyar sing nyakup gerakan muatan listrik ing ruang 3D.
Struktur 3-dimensi iki bisa nyepetake wektu ngisi daya lan nambah kapadhetan energi, iki minangka kualitas baterei sing penting banget. Dibandhingake karo akeh baterei liyane, baterei busa ora duwe elektrolit cair sing mbebayani.
Baterei busa nggunakake elektrolit padat tinimbang elektrolit cair. Elektrolit iki ora mung nindakake ion litium, nanging uga ngisolasi piranti elektronik liyane.
Anode sing nahan daya negatif baterei digawe saka tembaga foamed lan dilapisi karo bahan aktif sing dibutuhake.
Elektrolit padat banjur ditrapake ing sekitar anoda.
Pungkasan, sing diarani "tempel positif" digunakake kanggo ngisi kesenjangan ing baterei.
Baterei Aluminium Oksida
Baterei iki nduweni kapadhetan energi paling gedhe tinimbang baterei apa wae. Energi luwih kuat lan luwih entheng tinimbang baterei lithium-ion saiki. Sawetara wong ngaku yen baterei iki bisa nyedhiyakake 2.000 kilometer kendaraan listrik. Apa konsep iki? Kanggo referensi, jarak jelajah maksimum Tesla kira-kira 600 kilometer.
Masalah karo baterei iki ora bisa diisi daya. Dheweke ngasilake aluminium hidroksida lan ngeculake energi liwat reaksi aluminium lan oksigen ing elektrolit adhedhasar banyu. Panggunaan baterei nganggo aluminium minangka anoda.
baterei sodium
Saiki, para ilmuwan Jepang ngupayakake nggawe baterei sing nggunakake sodium tinimbang lithium.
Iki bakal ngganggu, amarga baterei sodium sacara teoritis kaping 7 luwih efisien tinimbang baterei lithium. Kauntungan gedhe liyane yaiku sodium minangka unsur paling sugih nomer enem ing cadangan bumi, dibandhingake karo lithium, sing minangka unsur langka.
Wektu kirim: Dec-02-2019