Hindi gusto ang mga baterya na gawa sa mga bato? Tayo ba ay nasa isang bagong rebolusyon sa larangan ng mga rechargeable na baterya? Tungkol sa lahat ng ito ngayon.
Sa buong mundo, matagal nang may karera upang makamit ang pinakamataas na posibleng kahusayan ng tinatawag na berdeng enerhiya. Ang mga mapagkukunan ng nababagong enerhiya na hindi naglalabas ng mga greenhouse gas sa atmospera ay ang kinabukasan ng ating sibilisasyon, na walang sinumang nagdududa. Ito ay hindi na isang panaginip lamang, ngunit ang pangangailangan ng araw. Ang mga siyentipiko ay nagpapatunog ng alarma nang higit pa, na humihimok sa amin na magtipid ng kuryente at subukang gumamit ng mga de-koryenteng aparato nang mas mahusay hangga't maaari.
Kawili-wili din: Pagsusuri Motorola Edge 40: ang parehong "top para sa pera"
Hindi na ganoon kahusay ang mga bateryang Lithium-ion
Karamihan sa mga device ay tumatakbo sa mga baterya o mga baterya, mula sa mga lumang manlalaro ng Walkman hanggang sa pinakabagong mga smartphone o electric car, batay sa mga teknolohiyang lithium-ion (Li-ion). Ginamit ang mga ito sa loob ng maraming taon sa karamihan ng mga de-koryenteng kasangkapan at teknolohikal na aparato, bagaman hindi sila masyadong matipid sa enerhiya at matibay. Bilang karagdagan, ang kanilang pagtatapon sa paglipas ng panahon ay nagiging isang tunay na problema para sa ekolohikal na sitwasyon ng ating kapaligiran.
Ang mga baterya ng Lithium-ion ay inilalagay halos lahat ng dako, dahil ang mga ito ay mura at may mataas na pagganap. Dahil ang halaga ng mga bateryang ito ay bumaba nang malaki sa nakalipas na dekada, ang mga ito ay nagiging pinakamabisang alternatibo para sa pangmatagalang paggamit, dahil lamang sa kanilang kasaganaan. Ngayon, nakamit ng mga bateryang ito ang mababang gastos at tumaas na density ng enerhiya hindi sa pamamagitan ng mga teknolohikal na tagumpay, ngunit sa pamamagitan ng simple at patuloy na pag-optimize ng engineering ng mga pamamaraan ng pagmamanupaktura, mga kasangkapan, at kahusayan.
Gayunpaman, sa pag-unlad ng mga bagong pamamaraan at teknolohiya ng paggawa ng kuryente, ang pangangailangan para sa mahusay na mga pamamaraan ng pag-iimbak nito ay lumalaki. Sa isang maliit na sukat, walang mga problema sa ito - ang solusyon ay iba't ibang mga uri ng mga baterya at mga nagtitipon, na kung saan ay kasing halata ng isang elemento ng katotohanan tulad ng kuryente mismo.
Sanay na sila sa pagpapagana ng mga telepono, iba't ibang uri ng pag-iilaw, minsan kailangan nilang gumamit ng mga flashlight o music player, bagama't ang lahat ng ito ay nasa ating mga smartphone na ngayon. Ngunit paano mo iniimbak ang enerhiya na kailangan para mapagana ang isang buong sambahayan? Lumalabas na magagamit din ang mga baterya sa kasong ito. Siyempre, hindi namin pinag-uusapan ang tungkol sa mga baterya ng uri ng mga sikat na "daliri" na magagamit sa mga tindahan, ngunit tungkol sa ganap na bagong mga aparato, na kung saan ay kapana-panabik na mga nagawa ng engineering sa kanilang sarili.
Ang pananaliksik ay nagpapatuloy sa loob ng mahabang panahon upang bumuo ng mga bagong baterya na maaaring makipagkumpitensya sa mga baterya ng lithium-ion sa mga tuntunin ng pagganap, gastos at tibay.
Marami sa mga bagong teknolohiyang ito ay hindi ganap na bago. Sa esensya, gumagana ang mga ito nang katulad sa mga baterya ng lithium-ion, ngunit gumagamit ng iba't ibang mga materyales. Narito ang ilan sa mga pinakakagiliw-giliw na halimbawa ng mga teknolohiya na maaaring baguhin sa lalong madaling panahon ang larangan ng pag-iimbak ng enerhiya.
Basahin din: 7 Pinakaastig na Paggamit ng ChatGPT
Mga solid-state na baterya
Ang ganitong uri ng baterya, hindi katulad ng iba, ay hindi gumagamit ng likido o gel electrolytes, ngunit solidong anyo. Ang ganitong mga electrolyte ay karaniwang nasa anyo ng mga keramika, salamin, polimer o sulfite. Ang mga solid-state na baterya ay mas mahusay dahil nagbibigay sila ng mas maraming enerhiya para sa parehong mga dimensyon tulad ng kanilang mga katapat na lithium-ion. Malaki ang potensyal nila, lalo na sa larangan ng pagpapagana ng mga de-kuryenteng sasakyan.
Ang solid-state na baterya ay may potensyal na lutasin ang karamihan sa mga problemang nakalista sa itaas gamit ang mga lithium-ion na baterya ngayon. Ang isang glass solid-state na baterya ay maaaring magkaroon ng tatlong beses ang density ng enerhiya sa pamamagitan ng paggamit ng isang alkali metal (lithium, sodium, o potassium) anode, na nagpapataas sa density ng enerhiya ng cathode at nagbibigay ng mahabang buhay. Ang isang solid electrolyte ay itinuturing na hindi nasusunog o hindi bababa sa lumalaban sa self-ignition. Ang hindi nasusunog na katangian ng mga solid-state na baterya ay binabawasan din ang panganib ng overheating, na nagbibigay-daan sa mga cell na ma-pack nang mas mahigpit, kaya nadaragdagan ang flexibility ng disenyo at bulk density.
Ang mataas na pag-asa para sa mga bateryang ito ay nauugnay sa katotohanan na maaari silang tumagal nang mas matagal. At ito ay isang malaking plus sa mundo ngayon.
Gayunpaman, ang mga solid-state na baterya ay kasalukuyang nasa mababang antas ng teknolohikal na kahandaan, at ang pangunahing pananaliksik ay nagpapatuloy pa rin, na nagdudulot ng kawalan ng katiyakan at mga alalahanin na nauugnay sa mataas na gastos sa produksyon at scalability. Ang hamon din ay ang pagpasok ng mga solidong electrolyte sa isang proseso na tumutugma sa mga makabagong kasanayan sa pagmamanupaktura, na hindi dapat makaapekto sa tibay o gastos ng panghuling produkto, habang nagdaragdag din ng mga benepisyo tulad ng mas mahusay na enerhiya at densidad ng kuryente, tumaas na kaligtasan, at mas mataas na throughput ..
Basahin din: Sinubukan ko at nainterbyu ang chatbot ni Bing
Mga bateryang lithium-sulfur
Ang mga bateryang Lithium-sulfur (Li-S) (hindi dapat ipagkamali sa "lithium-sulfur" - ang mga walang hanggang baterya na ito ay pinalakas ng mga pagtatalo ng mga Ukrainians) ay nagsimulang binuo at sinaliksik mula noong 60s ng huling siglo bilang isang epektibong aparato para sa pag-iimbak ng enerhiya gamit ang mga reversible electrochemical reactions. Sa kabila ng mabilis na pag-unlad at komersyalisasyon ng teknolohiya ng lithium-ion na baterya (LIB), walang tagumpay na nakamit upang malutas ang mga kritikal na teknikal na hamon na kinakaharap ng mga baterya ng lithium-ion sa mga darating na dekada. Samakatuwid, noong 2000s, ang mga baterya ng Li-S ay nakakuha ng makabuluhang interes mula sa mga developer dahil sa kanilang mga pakinabang - mababang gastos at mataas na teoretikal na tiyak na enerhiya. Ang mga tagapagpahiwatig na ito ay halos 3 beses na mas mataas kaysa sa mga katangian ng kasalukuyang mga baterya ng lithium-ion. Ang mababang halaga at mataas na nilalaman ng sulfur (i.e. aktibong cathode na materyal) ay ginagawang mas kaakit-akit ang mga baterya ng lithium-sulfur kaysa sa mga baterya ng lithium-ion, dahil sa katotohanan na ang huli ay gumagamit ng mga kritikal na materyales tulad ng cobalt at nickel sa paggawa ng cathode.
At sa mga baterya ng lithium-sulfur, ang katod, na isa sa dalawang electrodes sa baterya, ay gagawin ng asupre. Ang elementong ito ay mas balanse kaysa sa tradisyonal na nickel at cobalt. Ang mga naturang baterya ay mas mahusay kaysa sa mga baterya ng lithium-ion. Ito ay malinaw na maaaring humantong sa mas mahabang hanay ng mga kotse kung saan sila gagamitin. Masasabi nating ang malaking bentahe ng mga bateryang ito ay ang sulfur ay isang mura at laganap na hilaw na materyal. Kasabay nito, ang proseso ng paggawa ng naturang mga baterya ay halos kapareho sa ginagamit para sa paggawa ng mga baterya ng lithium-ion, na nangangahulugan na ang parehong mga aparato at kapasidad ng produksyon ay maaaring gamitin para sa kanilang produksyon.
Ang isa pang bentahe ng mga ganitong uri ng mga baterya ay ang mas maliit na halaga ng enerhiya na kinakailangan para sa kanilang paggawa, sa pamamagitan ng halos 25%. Ang lahat ng mga tampok na ito ay maaaring gumawa ng produksyon ng mga baterya ng lithium-sulfur na lubhang kumikita.
Puspusan na ang mga development. Nakamit ng kumpanyang Lyten ang partikular na makabuluhang tagumpay sa lugar na ito. Mayroon na itong buong platform ng baterya ng LytCell EV. Sinasabi ng kumpanya na ang baterya nito ay mas mura at mas ligtas kaysa sa mga lithium-ion na baterya ngayon, at maaaring magamit sa mga mass-produce na electric vehicle na itinayo sa U.S. sa kalagitnaan ng dekada na ito.
Kawili-wili din: Google Bard AI: Lahat ng kailangan mong malaman
Mga bateryang iron-air
Gumagana ang ganitong uri ng baterya batay sa proseso ng oksihenasyon ng bakal gamit ang hangin. Sa proseso ng recharging, ang mga na-oxidized na substance ay binabalik sa iron sa isang proseso na kilala bilang reverse oxidation. Inaasahang laganap ang mga bateryang iron-air sa malapit na hinaharap, pangunahin dahil pinapayagan ng mga ito ang pag-imbak ng enerhiya nang halos 25 beses na mas mahaba kaysa sa mga bateryang lithium-ion.
Dahil sa napakalaking reserba ng parehong bakal at hangin, ang mga naturang baterya ay tiyak na mas mura. Ayon sa mga pagtatantya, ang kanilang presyo ay maaaring mas mababa kaysa sa mga kasalukuyang baterya nang humigit-kumulang 10 beses! Sa kasamaang palad, ang mga naturang baterya ay may isang makabuluhang disbentaha - dahil sa mabagal na rate ng iron oxidation, ang pag-charge sa kanila ay maaaring tumagal ng mahabang panahon.
Ang start-up na Form Energy, na lumitaw batay sa sikat na Massachusetts Institute of Technology (MIT), ay matagumpay na gumagawa ng mga iron-air na baterya. Ang mga baterya ng Form Energy, ayon sa mga developer, ay sampung beses na mas mura kaysa sa lithium, at gumagamit sila ng bakal, na sagana sa mundo. Kasabay nito, ang mga iron-air na baterya ay maaaring tumagal nang mas matagal kaysa sa mga lithium na baterya at mas ligtas din dahil hindi sila nasusunog.
Ang tanging disbentaha na nakikita sa ngayon ay ang mga bateryang ito ay mabagal na mag-charge, na ginagawa itong isang mas kaunting opsyon kaysa sa mga baterya ng lithium, halimbawa sa kaso ng mga laptop o smartphone. Sa kabilang banda, ang mga ito ay isang mahusay na solusyon para sa pag-iimbak ng enerhiya sa antas ng pambansang grid ng kuryente, dahil maaari silang magbigay ng 100 oras na imbakan ng enerhiya, mas mahaba kaysa sa mga baterya ng lithium, na maaaring tumagal ng hanggang anim na oras. Sa ganitong paraan, mapadali nila ang pagsasama-sama ng mga malalaking solar park at wind farm.
Kawili-wili din: Ang Bluesky phenomenon: anong uri ng serbisyo at matagal na ba ito?
Baterya na may durog na bato
Ang isa pang kawili-wiling halimbawa ng isang bagong uri ng baterya ay ang mga nag-iimbak ng init sa halip na kuryente. Halimbawa, ang kumpanya ng Israel na Brenmiller Energy ay nagtatrabaho sa paggamit ng mga alternatibong materyales, tulad ng mga bato, upang mag-imbak ng thermal energy. Mula noong 2012, ang Brenmiller Energy ay gumagamit muna ng durog na bato para sa henerasyon at pagkatapos ay para sa thermal energy storage. Ang ganitong mga teknolohiya, sa turn, ay maaaring gamitin para sa iba't ibang layunin, halimbawa, sa industriya.
Kapansin-pansin, ang ideya ng paggamit ng durog na bato para sa pag-iimbak ng enerhiya ay hindi ganap na bago. Ang NASA, na mayroong maraming bagong teknolohiya sa kredito nito, ay sumusubok sa mga teknolohiya sa pag-iimbak ng thermal energy mula pa noong dekada sitenta ng huling siglo. Hindi tulad ng mga nakasanayan, ang mga bateryang ginawa ng kumpanyang Israeli ay gumagamit ng enerhiya upang makagawa ng singaw, mainit na tubig o mainit na hangin. Sinabi ng Brenmiller Energy na ang planta nito, na tinatawag na Tempo, ay makakapag-imbak ng hanggang 35 MWh ng enerhiya, na maglalabas ng hanggang 14 na toneladang singaw kada oras.
Napakahalaga nito para sa ekonomiya ng Israel, kung saan hanggang sa 45 porsiyento ng lahat ng mga emisyon na nauugnay sa enerhiya ay nagmumula sa sektor ng pag-init ng industriya. Ang proyektong ito ay upang palitan ang mga steam boiler na tumatakbo sa tradisyonal na fossil fuels.
Ang mga bagong katotohanan ay nangangailangan ng mga bagong solusyon. Ang hitsura ng mga bagong uri ng mga baterya ay makakatulong sa pagbuo ng mga teknolohiya sa larangan ng pag-save ng enerhiya. Marahil sa loob ng ilang taon, ang iyong laptop o smartphone ay hindi na kailangang singilin araw-araw, dahil gagana ito sa loob ng isang buwan, o marahil kahit isang taon, sa isang pagsingil. At sa parehong oras, ang bagong uri ng baterya ay hindi lamang makatipid ng enerhiya, ngunit makakatulong din sa pangangalaga ng kapaligiran.
Kawili-wili din: