Catetan redaktur: Téknologi listrik mangrupikeun masa depan bumi héjo, sareng téknologi batré mangrupikeun pondasi téknologi listrik sareng konci pikeun ngawatesan pamekaran téknologi listrik skala ageung. Téknologi batré mainstream ayeuna nyaéta batré litium-ion, anu gaduh dénsitas énergi anu saé sareng efisiensi anu luhur. Sanajan kitu, litium mangrupakeun unsur langka kalayan biaya tinggi jeung sumberdaya kawates. Dina waktos anu sami, nalika panggunaan sumber énergi anu tiasa diperbaharui tumbuh, dénsitas énergi batré litium-ion henteu cekap. kumaha ngabales? Mayank Jain parantos nyandak stock tina sababaraha téknologi batré anu tiasa dianggo ka hareup. Tulisan asli diterbitkeun dina medium kalayan judul: Masa Depan Téknologi Batré
Bumi pinuh ku énergi, sareng urang ngalakukeun sagala rupa anu urang tiasa pikeun nyandak sareng ngamangpaatkeun énergi éta. Sanajan urang geus dipigawé pakasaban hadé dina transisi ka énergi renewable, kami geus teu nyieun loba kamajuan dina nyimpen énergi.
Ayeuna, standar pangluhurna téknologi batré nyaéta batré litium-ion. Batré ieu sigana gaduh kapadetan énergi anu pangsaéna, efisiensi tinggi (sakitar 99%), sareng umur panjang.
Jadi naon salahna? Salaku énergi renewable kami candak terus tumuwuh, dénsitas énergi batré litium-ion geus euweuh cukup.
Kusabab urang bisa neruskeun ngahasilkeun accu dina bets, ieu teu sigana hiji deal badag, tapi masalahna nyaeta litium mangrupakeun logam kawilang langka, jadi ongkos na teu low. Sanaos biaya produksi batré turun, kabutuhan pikeun neundeun énergi ogé ningkat gancang.
Kami parantos ngahontal titik dimana nalika batré ion litium diproduksi, éta bakal gaduh dampak anu ageung dina industri énergi.
Kapadetan énergi anu langkung luhur tina bahan bakar fosil mangrupikeun kanyataan, sareng ieu mangrupikeun faktor pangaruh anu ageung anu ngahalangan transisi ka total gumantungna kana énergi anu tiasa dianyari. Urang peryogi batré anu ngaluarkeun langkung énergi tibatan beurat urang.
Kumaha batré litium-ion jalan
Mékanisme kerja batré litium sami sareng batré kimia AA atanapi AAA biasa. Aranjeunna gaduh terminal anoda sareng katoda, sareng éléktrolit di antara. Beda sareng batré biasa, réaksi ngaleupaskeun dina batré litium-ion tiasa dibalikkeun, ku kituna batréna tiasa dieusi deui sababaraha kali.
Katoda (+ terminal) dijieunna tina litium beusi fosfat, anoda (-terminal) dijieunna tina grafit, jeung grafit dijieunna tina karbon. Listrik ngan ukur aliran éléktron. Batré ieu ngahasilkeun listrik ku cara ngagerakkeun ion litium antara anoda sareng katoda.
Lamun dieusian, ion pindah ka anoda, sarta lamun discharged, ion ngalir ka katoda.
Gerakan ion ieu nyababkeun gerak éléktron dina sirkuit, ku kituna gerakan ion litium sareng gerakan éléktron aya hubunganana.
batré anoda silikon
Seueur perusahaan mobil ageung sapertos BMW parantos investasi dina pamekaran batré anoda silikon. Kawas accu litium-ion biasa, accu ieu ngagunakeun anoda litium, tapi tinimbang anoda dumasar karbon, aranjeunna ngagunakeun silikon.
Salaku anoda, silikon leuwih hade tinimbang grafit sabab merlukeun 4 atom karbon pikeun nahan litium, sarta 1 atom silikon bisa nahan 4 ion litium. Ieu pamutahiran utama ... nyieun silikon 3 kali leuwih kuat batan grafit.
Sanajan kitu, pamakéan litium masih pedang dua sisi. Bahan ieu masih mahal, tapi ogé gampang pikeun mindahkeun fasilitas produksi ka sél silikon. Upami batréna béda-béda, pabrik kedah didesain deui sacara lengkep, anu bakal nyababkeun daya tarik saklar rada ngirangan.
Anoda silikon dijieun ku cara ngolah keusik pikeun ngahasilkeun silikon murni, tapi masalah pangbadagna anu disanghareupan ku panalungtik ayeuna nyaéta anoda silikon ngabareuhan lamun dipaké. Ieu tiasa nyababkeun batréna gancang teuing. Éta ogé hésé ngahasilkeun anoda masal.
batré Graphene
Graphene mangrupikeun jinis serpihan karbon anu ngagunakeun bahan anu sami sareng patlot, tapi peryogi seueur waktos pikeun ngagantelkeun grafit kana serpihan. Graphene dipuji pikeun pagelaran anu saé dina seueur pamakean, sareng batré mangrupikeun salah sahijina.
Sababaraha perusahaan ngusahakeun batré graphene anu tiasa dicas pinuh dina sababaraha menit sareng discharge dina 33 kali langkung gancang tibatan batré litium-ion. Ieu nilai gede pikeun kandaraan listrik.
Batré busa
Ayeuna, batré tradisional dua diménsi. Éta boh ditumpuk sapertos batré litium atanapi digulung sapertos batré AA atanapi litium-ion biasa.
Batré busa mangrupikeun konsép énggal anu ngalibatkeun gerakan muatan listrik dina rohangan 3D.
Struktur 3 diménsi ieu tiasa nyepetkeun waktos ngecas sareng ningkatkeun dénsitas énergi, ieu mangrupikeun kualitas batré anu penting pisan. Dibandingkeun sareng sabagéan ageung batré sanés, batré busa henteu gaduh éléktrolit cair anu ngabahayakeun.
Batré busa ngagunakeun éléktrolit padet tinimbang éléktrolit cair. Éléktrolit ieu henteu ngan ukur ngalaksanakeun ion litium, tapi ogé ngainsulkeun alat éléktronik anu sanés.
Anoda anu nahan muatan négatip batréna didamel tina tambaga berbusa sareng dilapis ku bahan aktif anu diperyogikeun.
A éléktrolit padet lajeng dilarapkeun sabudeureun anoda.
Tungtungna, anu disebut "témpél positif" dipaké pikeun ngeusian sela di jero batréna.
Batré Aluminium Oksida
Batré ieu ngagaduhan salah sahiji kapadetan énergi anu paling ageung tina batré naon waé. Énergina langkung kuat sareng langkung hampang tibatan batré litium-ion ayeuna. Sababaraha urang ngaku yén accu ieu bisa nyadiakeun 2.000 kilométer kandaraan listrik. Naon konsep ieu? Pikeun rujukan, rentang cruising maksimum Tesla kira 600 kilométer.
Masalah sareng batré ieu henteu tiasa dicas. Aranjeunna ngahasilkeun aluminium hidroksida sarta ngaleupaskeun énergi ngaliwatan réaksi aluminium sarta oksigén dina éléktrolit basis cai. Pamakéan batré meakeun aluminium salaku anoda.
batré natrium
Ayeuna, élmuwan Jepang nuju damel dina ngadamel batré anu nganggo natrium tibatan litium.
Ieu bakal ngaganggu, sabab batré natrium sacara téoritis 7 kali langkung éfisién tibatan batré litium. Kauntungannana badag sejen nyaeta natrium mangrupa unsur richest kagenep dina cadangan bumi, dibandingkeun litium, nu mangrupakeun unsur langka.
waktos pos: Dec-02-2019