Redakter Notiz: Elektresch Technologie ass d'Zukunft vun der grénger Äerd, an d'Batterietechnologie ass d'Fundament vun der elektrescher Technologie an de Schlëssel fir déi grouss Skala Entwécklung vun der elektrescher Technologie ze beschränken. Déi aktuell Mainstream Batterie Technologie ass Lithium-Ion Batterien, déi gutt Energiedicht an héich Effizienz hunn. Wéi och ëmmer, Lithium ass e rare Element mat héije Käschte a limitéierte Ressourcen. Zur selwechter Zäit, wéi d'Benotzung vun erneierbaren Energiequellen wiisst, ass d'Energiedicht vu Lithium-Ion Batterien net méi duer. wéi reagéieren? De Mayank Jain huet de Bilan vun e puer Batterietechnologien opgeholl, déi an Zukunft benotzt kënne ginn. Den ursprénglechen Artikel gouf op Medium mam Titel publizéiert: D'Zukunft vun der Batterietechnologie
D'Äerd ass voller Energie, a mir maachen alles wat mir kënne fir dës Energie ze erfaassen a gutt ze notzen. Och wa mir am Iwwergang op erneierbar Energie besser geschafft hunn, hu mir net vill Fortschrëtter gemaach fir Energie ze späicheren.
Am Moment ass den héchste Standard vun der Batterietechnologie Lithium-Ion Batterien. Dës Batterie schéngt déi bescht Energiedicht, héich Effizienz (ongeféier 99%) a laang Liewen ze hunn.
Also wat ass falsch? Wéi déi erneierbar Energie, déi mir erfaassen, weider wuessen, ass d'Energiedicht vu Lithium-Ion-Batterien net méi duer.
Well mir kënne weider Batterien a Chargen produzéieren, schéngt dëst net vill ze sinn, awer de Problem ass datt Lithium e relativ seelen Metal ass, sou datt seng Käschte net niddereg sinn. Och wann d'Batterieproduktiounskäschte falen, ass de Bedierfnes fir Energielagerung och séier erop.
Mir hunn e Punkt erreecht wou eemol d'Lithium-Ion-Batterie hiergestallt gëtt, et wäert e groussen Impakt op d'Energieindustrie hunn.
Déi méi héich Energiedicht vu fossille Brennstoffer ass e Fakt, an dëst ass e groussen Aflossfaktor deen den Iwwergang zu enger totaler Ofhängegkeet vun erneierbaren Energie behënnert. Mir brauche Batterien déi méi Energie ausstoen wéi eist Gewiicht.
Wéi Lithium-Ion Batterien funktionnéieren
Den Aarbechtsmechanismus vu Lithium Batterien ass ähnlech wéi normal AA oder AAA chemesch Batterien. Si hunn Anode- a Kathodeklemmen, an en Elektrolyt tëscht. Am Géigesaz zu gewéinleche Batterien ass d'Entladungsreaktioun an enger Lithium-Ion Batterie reversibel, sou datt d'Batterie ëmmer erëm opgelueden ka ginn.
D'Kathode (+ Terminal) ass aus Lithium Eisenphosphat, d'Anode (-Terminal) ass aus Graphit, a Grafit ass aus Kuelestoff. Elektrizitéit ass just de Flux vun Elektronen. Dës Batterien generéieren Elektrizitéit andeems Lithiumionen tëscht der Anode an der Kathode bewegt ginn.
Wann se gelueden sinn, réckelen d'Ionen an d'Anode, a wann se entlooss ginn, lafen d'Ionen op d'Kathode.
Dës Beweegung vun Ionen verursaacht d'Bewegung vun Elektronen am Circuit, sou datt d'Lithiumionbewegung an d'Elektronenbewegung verbonne sinn.
Silicon Anode Batterie
Vill grouss Autosfirmen wéi BMW hunn an d'Entwécklung vu Siliziumanode Batterien investéiert. Wéi gewéinlech Lithium-Ion Batterien, benotzen dës Batterien Lithium Anoden, awer amplaz vu Kuelestoffbaséiert Anoden, benotze se Silizium.
Als Anode ass Silizium besser wéi Grafit well et 4 Kuelestoffatome brauch fir Lithium ze halen, an 1 Siliziumatom kann 4 Lithiumionen halen. Dëst ass e groussen Upgrade ... mécht Silizium 3 Mol méi staark wéi Grafit.
Trotzdem ass d'Benotzung vu Lithium nach ëmmer en zweeschneidegt Schwäert. Dëst Material ass nach ëmmer deier, awer et ass och méi einfach Produktiounsanlagen op Siliziumzellen ze transferéieren. Wann d'Batterien komplett anescht sinn, muss d'Fabréck komplett nei designt ginn, wat d'Attraktivitéit vum Wiessel liicht reduzéiert gëtt.
Siliziumanode gi gemaach andeems Dir Sand behandelt fir pure Silizium ze produzéieren, awer de gréisste Problem wou d'Fuerscher de Moment konfrontéieren ass datt Siliziumanode schwellen wann se benotzt ginn. Dëst kann d'Batterie ze séier ofbauen. Et ass och schwéier Anoden ze masséieren.
Graphene Batterie
Graphene ass eng Zort Kuelestoffflake déi datselwecht Material wéi e Bleistift benotzt, awer et kascht vill Zäit fir Grafit un d'Flakelen ze befestigen. Graphene gëtt gelueft fir seng exzellent Leeschtung a ville Benotzungsfäll, a Batterien sinn ee vun hinnen.
E puer Firme schaffen u Graphen-Batterien, déi a Minutten voll gelueden kënne ginn an 33 Mol méi séier wéi Lithium-Ion-Batterien entlaaschten. Dëst ass vu grousse Wäert fir elektresch Gefierer.
Schaum Batterie
Am Moment sinn traditionell Batterien zweedimensional. Si sinn entweder gestapelt wéi eng Lithium Batterie oder opgerullt wéi eng typesch AA oder Lithium-Ion Batterie.
D'Schaumbatterie ass en neit Konzept dat d'Bewegung vun der elektrescher Ladung am 3D Raum involvéiert.
Dës 3-zweedimensional Struktur kann d'Ladezäit beschleunegen an d'Energiedicht erhéijen, dëst sinn extrem wichteg Qualitéite vun der Batterie. Am Verglach mat de meescht aner Batterien hunn Schaumbatterien keng schiedlech flësseg Elektrolyte.
Schaumbatterien benotzen zolidd Elektrolyte anstatt flësseg Elektrolyte. Dësen Elektrolyt féiert net nëmmen Lithiumionen, mee isoléiert och aner elektronesch Geräter.
D'Anode déi d'negativ Ladung vun der Batterie hält ass aus geschaimte Kupfer a mat dem erfuerderlechen aktive Material beschichtet.
E festen Elektrolyt gëtt dann ëm d'Anode applizéiert.
Schlussendlech gëtt eng sougenannt "positiv Paste" benotzt fir d'Lücken an der Batterie ze fëllen.
Aluminiumoxid Batterie
Dës Batterien hunn eng vun de gréissten Energiedichte vun all Batterie. Seng Energie ass méi staark a méi hell wéi déi aktuell Lithium-Ion Batterien. E puer Leit behaapten datt dës Batterien 2.000 Kilometer vun elektresche Gefierer kënne liwweren. Wat ass dëst Konzept? Fir Referenz ass déi maximal Reesbereich vun Tesla ongeféier 600 Kilometer.
De Problem mat dëse Batterien ass datt se net gelueden kënne ginn. Si produzéieren Aluminiumhydroxid a befreien Energie duerch d'Reaktioun vun Aluminium a Sauerstoff an engem Waasserbaséierten Elektrolyt. D'Benotzung vu Batterien verbraucht Aluminium als Anode.
Natrium Batterie
Momentan schaffen japanesch Wëssenschaftler u Batterien ze maachen déi Natrium amplaz vu Lithium benotzen.
Dëst wier stéierend, well Natrium-Batterien theoretesch 7 Mol méi effizient sinn wéi Lithium-Batterien. En anere grousse Virdeel ass datt Natrium dat sechst räichste Element an de Reserven vun der Äerd ass, am Verglach zum Lithium, wat e rare Element ass.
Post Zäit: Dez-02-2019