د هارورډ څېړونکو یوه داسې جامد حالت لرونکې بیټرۍ جوړه کړې چې په لسو دقیقو کې چارج کیږي او د 30 کلونو لپاره دوام کوي، خو دا ډېره مشهوره شوې ټیکنالوژي د انرژۍ د لیږد لپاره د اوږدې مودې لپاره د حل لاره پاتې ده.
خلک ورو ورو خو خامخا برقي موټرې (EVs) غوره کوي، خو د دې بدلون سرعت لا هم ګړندی کیدو ته اړتیا لري ترڅو نړۍ په ۲۰۵۰ کال کې خپل خالص صفر اخراج هدف ته ورسیږي. د EVs د بې ساري پرمختګونو سره سره، ډیری موټر چلوونکي لاهم د خپلو پټرول چلوونکو موټرو اسانتیا پریښودو ته زړه نه ښه کوي. د لګښت سره سره، د چارج کولو سټیشنونو او د بیټرۍ ژوند نشتوالي په اړه اندیښنې تیر کال د ایپسوس موري سروې کې د متحده ایالاتو مصرف کونکو لپاره د EV پیرودلو لپاره اصلي خنډونه بلل شوي وو. د موټر جوړونکو لپاره، د دې ډیری برخه د EVs د بونټونو لاندې د موجوده لیتیم-آیون (لی-آیون) بیټریو د حد او اوږد عمر په دوامداره محدودیتونو پورې اړه لري.
په هرصورت، د هارورډ پوهنتون د ساینس پوهانو یوه ډله پدې باور ده چې دوی د دې ستونزو د حل لپاره یو مهم ګام پورته کړی دی. د انجینرۍ او تطبیقي علومو ښوونځي (SEAS) څیړونکو یو نوی "کلک حالت" هغه بیټرۍ چې د پټرول ټانک ډکولو لپاره په هغه وخت کې چارج کیدی شي، او د عادي EV بیټرۍ په پرتله 3-6 ځله ډیر چارج دورې برداشت کړي.
د جامد حالت بیټرۍ له اوږدې مودې راهیسې د بریښنایی ترانسپورت ته د پراخ لیږد لپاره مقدس ګریل ګڼل کیږي، او په وروستیو کلونو کې د دوی د سوداګریز کولو سیالي ګړندۍ شوې ده. د ټویوټا او وولکس ویګن په څیر شرکتونه خپل نسخې رامینځته کوي، کوم چې دوی هیله لري د لسیزې تر پایه پورې په موټرو کې شامل شي. د هارورډ څخه د دې وروستي نوښت د ودې سره، ایا د جامد حالت بیټرۍ بالاخره چمتو دي چې د دوی د لوړ غږ سره سم ژوند وکړي؟
د مایع الکترولیتونو په پرتله د جامد موادو ګټې
نن ورځ، د لیتیم آیون بیټرۍ په ټوله نړۍ کې واکمنې دي؛ دوی د ګرځنده تلیفونونو او لیپټاپونو څخه نیولې تر بریښنایی موټرو او د انرژۍ ذخیره کولو سیسټمونو پورې په هرڅه کې کارول کیږي. څیړونکو او جوړونکو په تیرو لسیزو کې د لیتیم آیون بیټریو بیه 90٪ راټیټه کړې او باور لري چې دوی کولی شي دوی نور هم ارزانه کړي. دوی دا هم باور لري چې دوی کولی شي حتی غوره لیتیم بیټرۍ هم جوړه کړي.
دا بیټرۍ د چارج کولو او خارجولو پر مهال د کیتوډ او انود ترمنځ د ایونونو د حرکت لپاره مایع الکترولیت کاروي. په هرصورت، مایع د اور اخیستو وړ دی او د هغو موادو د اضافه کیدو مخه نیسي چې د بیټرۍ ژوند اوږدوي. څیړونکي پدې باور دي چې یوه حل لاره به د مایع الکترولیتونو پرځای د جامد کارول وي.
دا جامد حالت لرونکي بیټرۍ د خپلو مایع پر بنسټ سیالانو په پرتله د پراخو ګټو ژمنه کوي. له هرڅه پورته، دوی د انرژۍ لوړ کثافت وړاندې کوي؛ پدې معنی چې دوی کولی شي د هر واحد حجم یا وزن لپاره ډیره انرژي ذخیره کړي، چې د اوږدې بیټرۍ ژوند یا کوچني، سپک بیټرۍ پیکونو لامل کیږي. دوی د اوږدې دورې ژوند ژمنه هم کوي؛ پرته له دې چې د خرابیدو څخه ډیر چارج-خارج کولو دورې سره مقاومت وکړي، په دې توګه د بیټرۍ عمر زیاتوي. د جامد الیکټرولیټ کارول د ډیر اغیزمن ایون لیږد له امله د بیټرۍ زیان خطر پرته ډیر ګړندي چارج کول هم فعالوي.
د جامد حالت بیټرۍ کولی شي د مایع پر بنسټ بیټریو په پرتله د تودوخې په پراخه لړۍ کې کار وکړي، چې په سخت موسم کې د ښه کارونې اجازه ورکوي. دوی عموما خوندي ګڼل کیږي ځکه چې جامد الیکټرولیټ د لنډ سرکټ او ډیر تودوخې خطر کموي، کوم چې کولی شي د مایع پر بنسټ بیټریو کې د اور یا چاودنو لامل شي. په پای کې، جامد الیکټرولیټ د ارزانه او ډیر چاپیریال دوستانه موادو پراخه لړۍ څخه جوړ کیدی شي.
په ټولیز ډول، د جامد حالت بیټرۍ د دودیزو لیتیم آئن بیټریو په پرتله د ښه فعالیت، خوندیتوب او اوږد عمر وړاندې کولو سره د بیټرۍ صنعت کې انقلاب راوستلو وړتیا لري. "د دوی د لوړ انرژۍ کثافت له امله، د جامد حالت بیټرۍ به د [سټیشنري] انرژۍ ذخیره کولو سیسټمونو پرځای د EVs لپاره خورا مناسب وي، او واقعیا د درنو ټرانسپورټ بریښنایی کولو کې کلیدي مرسته کونکی کیدی شي،" تیو لومبارډ، د نړیوال انرژۍ ادارې (IEA) کې د ټرانسپورټ لپاره د انرژۍ ماډلر وايي.
د جامد حالت بیټرۍ ډیزاین کې "یو پرمختګ"
د SEAS څېړونکو د "سکې حجرې" د عادي بڼې پر ځای د "پوچ حجرې" ډیزاین په کارولو سره د پوستې د ټاپه په اندازه بیټرۍ رامینځته کړه. بیټرۍ د 80 چارج کولو دورې وروسته 6,000٪ ظرفیت ساتلی و او په ټیټه تودوخه کې یې ښه فعالیت کاوه. دا د نورو جامد حالت بیټریو څخه غوره کار وکړ ځکه چې څیړونکو د لیتیم فلزي انود سره د جوړولو لپاره یوه لاره وموندله، کوم چې د عادي ګرافیت انود څخه لس چنده ظرفیت لري.
نوی څو-پرت لرونکی، څو-مادی ډیزاین د "ډینډریټس" پراخه ستونزه حل کولو توان درلود - د ریښو په څیر جوړښتونه چې د انود له سطحې څخه الیکټرولیټ ته وده کوي. دا کولی شي د مخالف کیتوډ جلا کولو خنډ سوري کړي، بیټرۍ د لنډ سرکټ لامل کیږي او ځینې وختونه اور اخلي.
د بیټرۍ اوږد عمر - چې شاوخوا 30 کلونو سره مساوي دی - کولی شي د بریښنایی موټرو لګښت په څرګند ډول کم کړي، پداسې حال کې چې په څو دقیقو کې د بیټرۍ چارج کولو وړتیا دې ته د بریښنا استثنایی کثافت ورکوي چې کولی شي ځان نورو غوښتنلیکونو ته پور ورکړي.
"موږ وکولای شو چې بیټرۍ په ۵-۱۰ دقیقو کې د ۶۰۰۰ سایکلونو لپاره چارج کړو؛ معمولا د EV بیټرۍ چارج کولو لپاره څو ساعته وخت نیسي او دوی د ۱۰۰۰ څخه تر ۲۰۰۰ سایکلونو پورې لري،" ژین لی، د SEAS کې د موادو ساینس مرستیال پروفیسور، او د پروژې مخکښ څیړونکی وايي. "زموږ څیړنه دا هم ښیې چې تاسو کولی شئ نور مواد د انود په توګه وکاروئ، لکه سپین زر، مګنیزیم یا سیلیکون. دا یقینا د جامد حالت بیټرۍ لپاره د ډله ایز تولید اندازه کولو په لور یو ګام دی."
"له لابراتوار څخه تر حقیقي نړۍ پورې"
خو، هرڅوک قانع نه دي. لومبارډ وايي: "د جامد حالت بیټرۍ اوسنۍ ننګونه د حجرو په کچه د یو څه ښه ترلاسه کولو پرځای پلي کول او اندازه کول دي."
د انجینرۍ له نظره، یوه ننګونه چې صنعت یې لا تر اوسه نه دی حل کړی د جامد حالت بیټرۍ پیک جوړول دي چې د خورا لوړ فشار سره د مقابلې توان لري پداسې حال کې چې د "تنفس" کولو - پراخولو او قرارداد کولو توان هم لري. "د دې ستونزې حل کولی شي د جامد حالت بیټرۍ د انرژۍ کثافت لاسته راوړنې رد کړي، نو دا واقعیا یوه پوښتنه ده چې صنعت باید په راتلونکو کلونو کې د پیمانه لوړولو پروسې له لارې ځواب ووایی،" لومبارډ وايي.
د خوندیتوب له نظره، یوه بله ستونزه چې د جامد حالت جوړونکي یې باید له منځه یوسي دا ده چې حتی که د جامد حالت بیټرۍ د شارټ سرکټ په وخت کې اور ونه نیسي، په انجن کې نور مواد ممکن اور واخلي. "بیا، دا یوه انجینري ننګونه ده چې باید په صنعتي کچه ازموینه او تایید شي،" لومبارډ وايي.
په پای کې، د جامد حالت بیټریو لپاره د اکمالاتي زنځیر جوړولو کې د پام وړ خنډ شتون لري. د لومبارډ په وینا، د بیټریو رسولو زنځیرونه په خورا لوړ حجم کې لوړ کیفیت لرونکي موادو ته اړتیا لري، ځکه چې بیټرۍ حتی د لږ مقدار ککړونکو سره کار نشي کولی. هغه وايي: "دا د جوړولو لپاره ډیر وخت نیسي." "دا هم د دې لپاره دی چې د بیټرۍ پراخه ساحه په چټکۍ سره وده کوي، نو جامد حالت په ثابت بازار کې نه ننوځي، بلکه یو داسې ځای ته چې هره ټیکنالوژي - د دودیز لیتیم آئن بیټرۍ په ګډون - په لیونتوب سره په چټکۍ سره وده کوي او تاسو اړتیا لرئ چې په هغې کې یو څه ځای ترلاسه کړئ."
د لومبارډ لپاره، د جامد حالت بیټرۍ بریالیتوب به د نوي اکاډمیک پرمختګونو له لارې نه راځي - "که څه هم دا څیړنه مهمه ده،" هغه خبرداری ورکوي - بلکه دا چې صنعت به څنګه د انجینرۍ پاتې ننګونې حل کړي او د اکمالاتو اړوند سلسله رامینځته کړي.
هغه وايي: "د جامدو حالت بیټرۍ ډېرې وړتیاوې لري، خو صنعت څنګه دا [انجینرۍ] ننګونې حل کوي دا به معلومه کړي چې ایا دوی د EV بیټرۍ بازار نیسي یا ایا دوی د ډیر اوږد واټن موټرو او لاریو لپاره یو ځانګړی غوښتنلیک پاتې کیږي."
د فوکس د وروستیو څیړنو له مخې، د مصنوعي ذهانت تحلیل پلیټ فارم چې د نړیوال پیټینټ معلوماتو پراساس د ټیکنالوژیکي پرمختګونو وړاندوینه کوي، د جامد حالت بیټرۍ ټیکنالوژي په کال کې د 31٪ په کچه وده کوي. که څه هم اغیزمنه ده، دا اوس مهال د اوسنيو شرکتونو د ګډوډولو لپاره کافي سرعت نه دی - د لیتیم آیون بیټرۍ سره په ورته 30.5٪ کې وده کوي.
د انرژۍ نړیوال سازمان وړاندوینه کړې چې د جامد حالت بیټرۍ به د خالص صفر لیږد کې مهم رول ولوبوي، په ځانګړي توګه د بریښنایی لاریو په څیر غوښتنلیکونو له لارې د درنو ټرانسپورټ ډیکاربونیز کولو لپاره. لومبارډ وايي: "خو دا مهمه ده چې موږ صنعت ډیر یا کم نه کړو." که چیرې د جامد حالت بیټرۍ د خپل ظرفیت په پوره کولو کې بریالي شي، نو دا به په 2030 لسیزه کې وي، هغه وړاندوینه کوي. "همدا اوس، دوی واقعیا اړتیا لري چې له لابراتوار څخه ریښتینې نړۍ ته ولیږدول شي."
د هغه له خوا، لي باور لري چې دا به شاوخوا ۲۰۳۰ وي مخکې لدې چې جامد دولت عام شي. هغه وايي: "له هغه مخکې، لاهم ډیری تخنیکي خنډونه شتون لري چې باید له منځه یوړل شي." "[وروستي] پرمختګونه اړین ندي چې د ۲۰۳۰ نیټه مخ په وړاندې بوځي، دوی دا نیټه ممکنه کوي."
د سرچینې څخه یوازې اتومات
رد کول: پورته ذکر شوي معلومات د just-auto.com لخوا د Chovm.com څخه په خپلواکه توګه چمتو شوي دي. Chovm.com د پلورونکي او محصولاتو کیفیت او اعتبار په اړه هیڅ استازیتوب او تضمین نه کوي.
