Оё намехоҳед, ки батареяҳои аз санг сохташуда бошанд? Оё мо дар инқилоби нав дар соҳаи батареяҳои барқгиранда ҳастем? Дар бораи хамаи ин имруз.
Дар тамоми чахон кайхо боз барои ба даст овардани самараи максималии энергияи сабз мусобика давом дорад. Манбаъҳои барқароршавандаи энергия, ки газҳои гулхонаӣ ба атмосфера намепартоянд, ояндаи тамаддуни мо мебошанд, ки ҳеҷ кас шубҳа надорад. Ин акнун на танҳо орзу, балки талаботи рӯз аст. Олимон торафт бештар бонги изтироб зада, моро даъват мекунанд, ки кувваи электрро сарфа кунем, аз асбобхои электрикй харчи бештар самаранок истифода барем.
Инчунин ҷолиб: Барраси Motorola Edge 40: ҳамон "боло барои пул"
Аксари дастгоҳҳо бо батарея ё батареяҳо, аз бозигарони кӯҳнаи Walkman то смартфонҳои навтарин ё мошинҳои электрикӣ, ки дар технологияҳои литий-ион (Li-ion) асос ёфтааст. Онҳо солҳои зиёд дар аксари асбобҳои барқӣ ва дастгоҳҳои технологӣ истифода мешаванд, гарчанде ки онҳо чандон каммасраф ва устувор нестанд. Илова бар ин, нобудшавии онҳо бо мурури замон барои вазъи экологии муҳити мо мушкили воқеӣ мегардад.
Батареяҳои литий-ионӣ қариб дар ҳама ҷо ҷойгир карда шудаанд, зеро онҳо арзон ва баландсифат мебошанд. Азбаски арзиши ин батареяҳо дар тӯли даҳсолаи охир ба таври назаррас коҳиш ёфт, онҳо танҳо аз сабаби фаровонии онҳо ба алтернативаи қобили истифода барои дарозмуддат табдил меёбанд. Имрӯз, ин батареяҳо на аз ҳисоби пешрафтҳои технологӣ, балки тавассути оптимизатсияи оддӣ ва устувори муҳандисии усулҳо, асбобҳо ва самаранокии истеҳсолот ба арзиши кам ва зичии энергия ноил шудаанд.
Аммо дар баробари инки-шоф ёфтани усулу технологиям нави истедсоли кувваи электр талабот ба усулдои самарабахши нигод доштани он меафзояд. Дар миқёси хурд бо ин мушкилот вуҷуд надорад - ҳалли навъҳои гуногуни батареяҳо ва аккумуляторҳо мебошад, ки ҳамчун як унсури воқеият ба мисли худи барқ расанд.
Онҳо барои қувват додани телефонҳо, намудҳои гуногуни рӯшноӣ одат кардаанд, онҳо як вақтҳо барои истифодаи чароғакҳо ё плеерҳои мусиқӣ лозим буданд, гарчанде ки ҳамаи инҳо ҳоло дар смартфонҳои мо ҳастанд. Аммо шумо чӣ гуна энергияеро захира мекунед, ки барои тамоми як хонавода лозим аст? Маълум мешавад, ки аккумуляторхо дар ин маврид хам фоидабахш буда метавонанд. Албатта, сухан на дар бораи аккумуляторхои навъи «ангуштон»-и маъмул, ки дар мағозаҳо мавҷуданд, балки дар бораи дастгоҳҳои комилан нав, ки дастовардҳои ҷолиби муҳандисӣ мебошанд.
Тадқиқотҳо барои таҳияи батареяҳои наве идома доранд, ки метавонанд бо батареяҳои литий-ионӣ аз ҷиҳати самаранокӣ, арзиш ва устуворӣ рақобат кунанд.
Бисёре аз ин технологияҳои нав комилан нав нестанд. Дар асл, онҳо ба батареяҳои литий-ион монанд кор мекунанд, аммо бо истифода аз маводи гуногун. Инҳоянд баъзе аз намунаҳои ҷолибтарин технологияҳое, ки метавонанд ба зудӣ дар соҳаи нигоҳдории энергия инқилоб кунанд.
Ҳамчунин хонед: 7 Истифодаи олитарини ChatGPT
Ин навъи батарея бар хилофи дигарон на электролитҳои моеъ ё гел, балки шакли сахтро истифода мебарад. Чунин электролитҳо одатан дар шакли сафол, шиша, полимерҳо ё сулфитҳо мебошанд. Батареяҳои ҳолати сахт самараноктаранд, зеро онҳо барои андозаи ҳамон андозаҳои ҳамтоёни литий-ионашон энергияи бештар медиҳанд. Онхо, хусусан дар сохаи бо кувваи электр таъмин кардани машинахо имкониятхои калон доранд.
Батареяи ҳолати сахт дорои потенсиали ҳалли мушкилоти дар боло номбаршуда бо батареяҳои литий-ионии имрӯза мебошад. Батареяи сахти шишагин метавонад бо истифода аз аноди металлҳои ишқӣ (литий, натрий ё калий) зичии энергияро се маротиба зиёд кунад, ки зичии энергияи катодро зиёд мекунад ва умри дарозро таъмин мекунад. Электролити сахт оташнашаванда ё ҳадди аққал ба худсӯзонӣ тобовар ҳисобида мешавад. Табиати сӯхтанашавандаи батареяҳои ҳолати сахт инчунин хатари гармшавии аз ҳад зиёдро коҳиш дода, имкон медиҳад, ки ҳуҷайраҳо зичтар баста шаванд ва ҳамин тавр, чандирии тарҳрезӣ ва зичии массаро зиёд мекунад.
Умедҳои калон ба ин батареяҳо ба он вобаста аст, ки онҳо метавонанд хеле дарозтар кор кунанд. Ва ин дар ҷаҳони имрӯза як бартарии бузург аст.
Бо вуҷуди ин, батареяҳои ҳолати сахт дар айни замон дар сатҳи пасти омодагии технологӣ қарор доранд ва таҳқиқоти бунёдӣ то ҳол идома дорад, ки боиси номуайянӣ ва нигарониҳо дар бораи арзиши баланди истеҳсол ва миқёспазирӣ мегардад. Мушкилот инчунин аз он иборат аст, ки электролитҳои сахт ба раванде мувофиқанд, ки бо таҷрибаҳои муосири истеҳсолӣ мувофиқ бошанд, ки набояд ба устуворӣ ё арзиши маҳсулоти ниҳоӣ таъсир расонанд ва илова бар ин, илова кардани бартариятҳо, аз қабили зичии беҳтари энергия ва нерӯ, баланд бардоштани бехатарӣ, ва интиқоли баландтар..
Ҳамчунин хонед: Ман чатботи Bing-ро санҷидаму мусоҳиба кардам
Батареяҳои литий-сульфур (Li-S) (набояд бо "литий-сулфур" омехта шаванд - ин батареяҳои абадӣ аз баҳсҳои украиниҳо пур мешаванд) аз солҳои 60-уми асри гузашта ҳамчун як дастгоҳи муассир таҳия ва таҳқиқ карда шуданд. захира кардани энергия бо истифода аз реаксияҳои баръакси электрохимиявӣ. Сарфи назар аз рушди босуръат ва тиҷоратикунонии технологияи батареяи литий-ионӣ (LIB), барои ҳалли мушкилоти муҳими техникии батареяҳои литий-ионӣ дар даҳсолаҳои наздик ягон пешрафт ба даст наомадааст. Аз ин рӯ, дар солҳои 2000-ум, батареяҳои Li-S аз ҷониби таҳиягарон аз сабаби бартариҳои худ - арзиши паст ва энергияи баланди назариявӣ таваҷҷӯҳи зиёд пайдо карданд. Ин нишондодҳо аз хусусиятҳои батареяҳои литий-ионии ҷорӣ қариб 3 маротиба зиёдтаранд. Арзиши паст ва миқдори зиёди сулфур (яъне маводи катодҳои фаъол) батареяҳои литий-сулфурро нисбат ба батареяҳои литий-ионӣ ҷолибтар мегардонад, бо назардошти он, ки охирин дар истеҳсоли катод маводи муҳим ба монанди кобальт ва никелро истифода мебаранд.
Ва дар аккумуляторхои литий-сульфур катод, ки яке аз ду электроди батарея мебошад, аз сулфур сохта мешавад. Ин элемент нисбат ба никел ва кобальти анъанавӣ мутавозинтар аст. Чунин батареяҳо нисбат ба батареяҳои литий-ион самараноктаранд. Ин бешубҳа метавонад ба доираи васеътари мошинҳое, ки дар онҳо истифода мешаванд, оварда расонад. Гуфтан мумкин аст, ки бартарии калони ин батареяхо дар он аст, ки сулфур ашьёи хоми арзон ва пахншуда мебошад. Дар айни замой процесси истехсоли чунин аккумуляторхо ба процессе, ки барои истехсоли аккумуляторхои литий-ионй истифода мешавад, хеле монанд аст, яъне барои истехсоли онхо як хел дастгоххо ва иктидорхои истехсолиро истифода бурдан мумкин аст.
Бартарии дигари ин намуди батареяҳо дар он аст, ки миқдори ками энергия барои истеҳсоли онҳо тақрибан 25% лозим аст. Хамаи ин хусусиятхо истехсоли аккумуляторхои литий-сульфурро хеле фоиданок гардонда метавонанд.
Тараккиёт аллакай дар авч аст. Корхонаи «Лайтен» дар ин соха махсусан муваффакиятхои калон ба даст овард. Он аллакай платформаи пурраи батареяи LytCell EV дорад. Ширкат мегӯяд, ки батареяи он нисбат ба батареяҳои литий-ионии имрӯза арзонтар ва бехатартар аст ва мумкин аст дар мошинҳои барқии оммавӣ, ки дар миёнаҳои ин даҳсола дар ИМА сохта шудаанд, истифода шавад.
Инчунин ҷолиб: Google Bard AI: Ҳама чизеро, ки шумо бояд донед
Ин навъи батарея дар асоси раванди оксидшавии оҳан бо истифода аз ҳаво кор мекунад. Дар ҷараёни пуркунии барқ, моддаҳои оксидшуда дар раванде, ки оксидшавии баръакс маълуманд, дубора ба оҳан табдил меёбанд. Интизор меравад, ки батареяҳои оҳании ҳавоӣ дар ояндаи наздик васеъ паҳн шаванд, зеро онҳо имкон медиҳанд, ки энергияро нисбат ба батареяҳои литий-ионӣ тақрибан 25 маротиба зиёдтар нигоҳ доранд.
Аз сабаби захираҳои хеле калони ҳам оҳан ва ҳам ҳаво, чунин батареяҳо бешубҳа хеле арзонтар хоҳанд буд. Тибқи ҳисобҳо, арзиши онҳо метавонад аз батареяҳои мавҷуда тақрибан 10 маротиба камтар бошад! Мутаассифона, чунин батареяҳо як камбудии назаррас доранд - аз сабаби суръати сусти оксидшавии оҳан, пуркунии онҳо метавонад вақти зиёдро талаб кунад.
Ширкати стартапи Form Energy, ки дар заминаи Донишкадаи технологии Массачусетс (MIT) ба вуҷуд омадааст, батареяҳои оҳании ҳавоиро бомуваффақият таҳия мекунад. Батареяҳои Form Energy, ба гуфтаи таҳиягарон, аз литий даҳ баробар арзонтаранд ва дар онҳо оҳан, ки дар ҷаҳон фаровон аст, истифода мебаранд. Дар айни замон, батареяҳои оҳании ҳавоӣ метавонанд назар ба батареяҳои литий дарозтар кор кунанд ва инчунин бехатартаранд, зеро онҳо оташгиранда нестанд.
Ягона нуқсоне, ки дар айни замон дида мешавад, ин аст, ки ин батареяҳо суст заряд мекунанд, ки онҳоро нисбат ба батареяҳои литийӣ, масалан, дар мавриди ноутбукҳо ё смартфонҳо як варианти камтар қобили истифода мегардонад. Аз тарафи дигар, онҳо барои нигоҳдории энергия дар сатҳи шабакаҳои барқи миллӣ як ҳалли аъло мебошанд, зеро онҳо метавонанд 100 соат нигоҳдории энергияро таъмин кунанд, ки назар ба батареяҳои литийӣ, ки то шаш соат давом мекунанд, хеле зиёдтар аст. Бо ин роҳ, онҳо метавонанд ба ҳамгироии паркҳои бузурги офтобӣ ва нерӯгоҳҳои шамол мусоидат кунанд.
Инчунин ҷолиб: Падидаи Bluesky: чӣ гуна хидмат ва он барои муддати тӯлонӣ аст?
Мисоли дигари ҷолиби навъи нави батареяҳоест, ки ба ҷои қувваи барқ гармиро нигоҳ медоранд. Масалан, ширкати исроилии Brenmiller Energy барои захира кардани энергияи гармӣ ба истифодаи маводи алтернативӣ, аз қабили сангҳо кор мекунад. Аз соли 2012 инҷониб, Brenmiller Energy санги майдашударо аввал барои тавлид ва сипас барои нигоҳдории энергияи гармӣ истифода мебарад. Чунин технология дар навбати худ метавонад барои мақсадҳои гуногун, масалан, дар саноат истифода шавад.
Ҷолиб он аст, ки идеяи истифодаи санги шағал барои нигоҳдории энергия комилан нав нест. NASA, ки бисёр фанновариҳои нав дорад, аз солҳои 35-уми асри гузашта технологияҳои нигаҳдории энергияи гармиро озмоиш мекунад. Баръакси батареяҳои маъмулӣ, батареяҳои истеҳсолкардаи ширкати исроилӣ барои тавлиди буғ, оби гарм ё ҳавои гарм энергияро истифода мебаранд. Brenmiller Energy мегӯяд, ки нерӯгоҳи он бо номи Tempo метавонад то 14 МВт/соат нерӯи барқро захира карда, дар як соат то XNUMX тонна буғ тавлид кунад.
Ин барои иктисодиёти Исроил, ки дар он чо то 45 фоизи тамоми партовхои бо энергия алокаманд аз сектори гармидихии саноатй мебарояд, хеле мухим аст. Ин лоиҳа иваз кардани дегҳои буғӣ мебошад, ки бо сӯзишвории анъанавии истихроҷшаванда кор мекунанд.
Воқеиятҳои нав ҳалли навро талаб мекунанд. Ба вучуд омадани навъхои нави аккумуляторхо ба инкишофи технологияи сохаи сарфаи энергия мусоидат мекунад. Эҳтимол пас аз чанд сол, ноутбук ё смартфони шумо дигар лозим нест, ки ҳар рӯз пур карда шавад, зеро он бо як барқ як моҳ ва ё ҳатто як сол кор мекунад. Ва дар баробари ин, навъи нави аккумулятор на танхо энергияро сарфа мекунад, балки ба хифзи мухити зист низ мусоидат мекунад.
Инчунин ҷолиб:
Дин ва мазҳаб