Nîşe edîtor: Teknolojiya elektrîkê paşeroja erdê kesk e, û teknolojiya bataryayê bingeha teknolojiya elektrîkê ye û mifteya sînordarkirina pêşkeftina mezin a teknolojiya elektrîkê ye. Teknolojiya batterê ya sereke ya heyî bataryayên lîtium-ion e, ku xwedan tîrêjiya enerjiyê ya baş û karbidestiya bilind e. Lêbelê, lîtium bi lêçûnek bilind û çavkaniyên tixûbdar hêmanek kêm e. Di heman demê de, her ku karanîna çavkaniyên enerjiyê yên nûjen mezin dibe, tîrêjiya enerjiyê ya bataryayên lîtium-ion êdî têrê nake. çawa bersiv bidin? Mayank Jain hin teknolojiyên baterî yên ku dibe ku di pêşerojê de werin bikar anîn hilgirtiye. Gotara orîjînal bi sernavê: Pêşeroja Teknolojiya Battery li ser navîn hate weşandin
Erd tijî enerjî ye, û em her tiştî dikin ku em wê enerjiyê bigirin û baş bikar bînin. Her çend me di veguheztina enerjiya dikare nûjen de karekî baştir kiribe jî, di warê embarkirina enerjiyê de me zêde pêşkeftin nekiriye.
Heya niha, standarda herî bilind a teknolojiya batterê battereyên lîtium-ion in. Wusa dixuye ku ev pîlê xwedan dendika enerjiyê ya çêtirîn, karbidestiya bilind (nêzîkî 99%), û jiyana dirêj e.
Îcar çi xelet e? Ji ber ku enerjiya nûjenkirî ya ku em digirin her ku diçe mezin dibe, tîrêjiya enerjiyê ya bataryayên lîtium-ion êdî têrê nake.
Ji ber ku em dikarin hilberandina bataryayên bi koman bidomînin, ev ne tiştek mezin xuya dike, lê pirsgirêk ev e ku lîtium metalek nisbeten kêm e, ji ber vê yekê lêçûna wê ne kêm e. Her çend lêçûnên hilberîna bataryayê kêm dibin, hewcedariya hilanîna enerjiyê jî bi lez zêde dibe.
Em gihîştine astekê ku gava ku pîlê îyona lîtium were çêkirin, ew ê bandorek mezin li ser pîşesaziya enerjiyê bike.
Zêdebûna enerjiya enerjiyê ya sotemeniyên fosîl rastiyek e, û ev faktorek bandorker a mezin e ku rê li ber veguheztina bi tevahî girêdayîbûna bi enerjiya dikare nûve dike. Pêdiviya me bi bataryayên ku ji giraniya me zêdetir enerjiyê derdixin hene.
Pîlên lîtium-ion çawa dixebitin
Mekanîzmaya xebatê ya bataryayên lîtiumê dişibihe bataryayên kîmyewî AA an AAA yên normal. Ew termînalên anode û katodê hene, û di navberê de elektrolîtek heye. Berevajî bataryayên asayî, reaksiyona dakêşanê di pîlê lîtium-îon de veger e, ji ber vê yekê pîlê dikare çend caran were şarjkirin.
Katod (+ termînalê) ji hesin fosfatê lîtium, anod (-termînal) ji grafît û grafît ji karbonê hatiye çêkirin. Elektrîk tenê herikîna elektronan e. Ev bataryayên elektrîkê bi îyonên lîtiumê di navbera anod û katodê de digerînin.
Dema barkirin, îyon ber bi anodê ve diçin û dema ku têne derxistin îyon ber bi katodê ve diçin.
Ev tevgera îyonan dibe sedema tevgera elektronan di çerxê de, ji ber vê yekê tevgera îyona lîtium û tevgera elektronê bi hev ve girêdayî ne.
Pîlê silicon anode
Gelek pargîdaniyên mezin ên otomobîlan ên mîna BMW di pêşveçûna bataryayên silicon anode de veberhênan kirine. Mîna bataryayên lîtium-ionê yên asayî, ev pîlot anodên lîtiumê bikar tînin, lê li şûna anodan-bingeha karbonê, ew silicon bikar tînin.
Wekî anod, silicon ji grafît çêtir e ji ber ku ji bo girtina lîtiumê 4 atomên karbonê hewce dike, û 1 atomek silicon dikare 4 îyonên lîtiumê bigire. Ev nûvekirinek girîng e… silicon 3 carî ji grafît bihêztir dike.
Lêbelê, karanîna lîtium hîn jî şûrek du-dev e. Ev materyal hîn jî biha ye, lê di heman demê de veguheztina avahiyên hilberînê ji hucreyên silicon re jî hêsantir e. Ger bataryayên bi tevahî cûda bin, pêdivî ye ku kargeh bi tevahî ji nû ve were sêwirandin, ku ev ê bibe sedem ku balkêşiya guheztinê hinekî kêm bibe.
Anodên silicon bi dermankirina qûmê têne çêkirin da ku siliconek pak were hilberandin, lê pirsgirêka herî mezin a lêkolîner ku niha pê re rû bi rû dimînin ev e ku dema ku têne bikar anîn anodê silicon diwerime. Ev dikare bibe sedem ku pîlê pir zû xirab bibe. Di heman demê de hilberîna girseyî ya anode jî dijwar e.
Pîlê Graphene
Grafene cureyekî pelika karbonê ye ku heman materyalê wekî qelemê bikar tîne, lê ji bo girêdana grafît bi pelan re gelek dem derbas dibe. Graphene ji bo performansa xwe ya hêja di gelek rewşên karanîna de tê pesnê kirin, û bataryayên yek ji wan in.
Hin pargîdan li ser bataryayên grafene dixebitin ku dikarin di çend hûrdeman de bi tevahî werin barkirin û 33 qat zûtir ji bataryayên lîtium-ionê werin dakêşandin. Ev ji bo wesayîtên elektrîkê nirxek mezin e.
Pîlê kef
Heya niha, bataryayên kevneşopî du-alî ne. Ew an mîna pîlê lîtiumê têne xêz kirin an jî mîna pîlê AA-ya tîpîk an lîtium-ion têne rijandin.
Pîlê kef têgehek nû ye ku tevgera barkirina elektrîkê di cîhê 3D de vedihewîne.
Ev avahiya 3-dimensî dikare dema barkirinê bileztir bike û dendika enerjiyê zêde bike, ev taybetmendiyên pir girîng ên pîlê ne. Li gorî piraniya bataryayên din, bataryayên kefiyê elektrolîtên şilavê yên zirardar tune.
Pîlên kef li şûna elektrolîtên şil, elektrolîtên hişk bikar tînin. Ev elektrolît ne tenê îyonên lîtiumê dimeşîne, lê di heman demê de amûrên din ên elektronîkî jî îzole dike.
Anoda ku bara neyînî ya pîlê digire ji sifirê kefkirî hatiye çêkirin û bi madeya çalak a pêwîst tê pêçan.
Dûv re li dora anodê elektrolîtek hişk tê sepandin.
Di dawiyê de, bi navê "paste erênî" tê bikar anîn da ku valahiyên di hundurê pîlê dagirtin.
Pîlê Oksîdê Aluminium
Van pîlê xwedan yek ji mezintirîn dendika enerjiyê ya her bataryayê ye. Enerjiya wê ji bataryayên lîtium-ionê yên heyî bi hêztir û siviktir e. Hin kes îdia dikin ku ev batarî dikarin 2000 kîlometre wesayîtên elektrîkê bidin. Ev têgeh çi ye? Ji bo referansê, rêjeya herî zêde ya rêwîtiya Tesla bi qasî 600 kîlometre ye.
Pirsgirêka van pîlê ev e ku ew nikarin werin barkirin. Ew hîdroksîdê aluminiumê hildiberînin û bi reaksiyona aluminium û oksîjenê di elektrolîtek bingeh-avê de enerjiyê derdixin. Bikaranîna bataryayên alumînyûmê wekî anode dixwe.
Pîlê sodyûmê
Niha, zanyarên Japonî li ser çêkirina bataryayên ku li şûna lîtiumê sodyûm bikar tînin dixebitin.
Ev dê bibe asteng, ji ber ku bataryayên sodyûmê bi teorîkî 7 carî ji bataryayên lîtiumê bikêrtir in. Awantajeke din a mezin ew e ku sodyûm şeşemîn hêmana herî dewlemend a rezervên erdê ye, li gorî lîtium, ku hêmanek kêm e.
Dema şandinê: Dec-02-2019