Чаро пуркунии зуд - марги батареяҳо
Онҳо мехоҳанд равғанро иваз кунанд, аммо онҳо ҳанӯз ҳам як нуқсони марговар доранд, ки истеҳсолкунандагон дар бораи он хомӯшанд.
Асри ангишт кайҳо дар хотир мондааст. Давраи нафт низ ба охир расида истодааст. Дар даҳсолаи сеюми асри XNUMX, мо ба таври равшан дар давраи батареяҳо зиндагӣ мекунем.
НАҚШИ ОНҲО ҲАМЕША аз замоне, ки нерӯи барқ ба ҳаёти инсон ворид шудааст, аҳамият дорад. Аммо ҳоло се тамоюл ногаҳонӣ захираи энергияро муҳимтарин технология дар сайёра гардонидааст.
Тамоюли аввал ин авҷи дастгоҳҳои мобилӣ - смартфонҳо, планшетҳо, ноутбукҳо мебошад.Мо пештар барои чизҳое ба монанди чароғҳо, радиоҳои мобилӣ ва дастгоҳҳои сайёр - ҳама бо истифодаи нисбатан маҳдуд ба батареяҳо лозим будем. Имрўз њар кас њадди аќал як дастгоњи мобилии шахси дорад, ки аз он ќариб пайваста истифода мебарад ва бе он њаёти ўро тасаввур кардан нашояд.
ТАМЕЛ ДУЮМ ин истифодаи манобеи барқароршавандаи энергия ва номутобиқатии ногаҳонии байни қуллаҳои тавлид ва истеъмоли нерӯи барқ мебошад. Пештар ин осон буд: вакте ки сохибон бегох печкаю телевизорро ме-гиранду истеъмоли он хеле зиёд мешавад, операторони станцияхои аловй ва станцияхои электрии атомй факат бояд кувваи худро зиёд кунанд. Аммо бо тавлиди офтоб ва шамол ин имконнопазир аст: авҷи истеҳсолот аксар вақт дар замоне рух медиҳад, ки истеъмол дар сатҳи пасттарин аст. Аз ин рӯ, энергия бояд бо ягон роҳ захира карда шавад. Варианти ба истилоҳ "ҷомеаи гидрогенӣ" мебошад, ки дар он нерӯи барқ ба гидроген табдил меёбад ва сипас сӯзишворӣ ба шабака ва мошинҳои барқӣ медиҳад. Аммо арзиши фавқулоддаи инфрасохтори зарурӣ ва хотираи бади инсоният дар бораи гидроген (Гинденбург ва дигарон) ин консепсияро ҳоло дар паси сар мегузоранд.
Ба истилоҳ "шабакаҳои интеллектуалӣ" дар зеҳни шӯъбаҳои маркетинг ба назар мерасанд: мошинҳои электрикӣ ҳангоми истеҳсоли авҷ қувваи барзиёд мегиранд ва пас дар ҳолати зарурӣ метавонанд онро ба шабака баргардонанд. Аммо, батареяҳои муосир ҳанӯз ба чунин мушкилот омода нестанд.
ҶАВОБИ ДИГАРИ ИМКОНИЯТ ба ин масъала тамоюли сеюмро ваъда медиҳад: иваз кардани муҳаррикҳои дарунсӯз бо мошинҳои барқии батарея (BEV). Яке аз далелҳои асосӣ ба манфиати ин мошинҳои барқӣ дар он аст, ки онҳо метавонанд иштирокчиёни фаъоли шабака бошанд ва изофаро ба даст оранд, то дар ҳолатҳои зарурӣ онҳоро баргардонанд.
Ҳар истеҳсолкунандаи EV, аз Tesla то Volkswagen, ин идеяро дар маводҳои PR истифода мебарад. Аммо, ҳеҷ кадоме аз онҳо чизеро барои муҳандисон дардовар равшан намедонад: батареяҳои муосир барои чунин корҳо мувофиқ нестанд.
ТЕХНОЛОГИЯИ ЛИТИЙ-ИОН, ки имрӯз дар бозор ҳукмфармост ва аз дастбанди фитнесатон ба босуръаттарин Tesla Model S мерасонад, нисбат ба консепсияҳои кӯҳна, ба монанди батареяҳои кислотаи сурб ё никели металлӣ бартариҳои зиёд дорад. Аммо он инчунин дорои баъзе маҳдудиятҳо ва пеш аз ҳама, тамоюли пиршавӣ мебошад ..
Аксарият батареяро як навъ найча мешуморанд, ки барқ бо кадом роҳе "ҷорист". Аммо дар амал батареяҳо худ аз худ нерӯи барқро захира намекунанд. Онҳо онро барои пайдоиши аксуламалҳои кимиёвӣ истифода мебаранд. Он гоҳ онҳо метавонанд аксуламали муқобилро оғоз кунанд ва заряди худро дубора барқарор кунанд.
Барои батареяҳои литий-ион, аксуламал бо баромади барқ чунин аст: ионҳои литий дар аноди батарея ҳосил мешаванд. Инҳо атомҳои литий мебошанд, ки ҳар яке як электронро аз даст додааст. Ионҳо тавассути электролитҳои моеъ ба катод ҳаракат мекунанд. Ва электронҳои озодшуда тавассути занҷири электрикӣ ҷараён мегиранд ва энергияеро, ки ба мо лозим аст, таъмин мекунанд. Вақте ки батареяро барои барқгирон мекунанд, раванд баръакс мешавад ва ионҳо дар якҷоягӣ бо электронҳои гумшуда ҷамъ оварда мешаванд.
"Зиёдшавӣ" бо пайвастагиҳои литий метавонад боиси расиши кӯтоҳ шуда, батареяро фурӯзон кунад.
Аммо, мутаассифона, РЕАКТИВИЯТИ БАЛАНД, ки литийро барои сохтани батареяҳо хеле мувофиқ месозад, як манфии он дорад - он майл дорад дар дигар реаксияҳои кимиёвии номатлуб иштирок кунад. Аз ин рӯ, дар анод тадриҷан қабати тунуки пайвастагиҳои литий пайдо мешавад, ки ба реаксияҳо халал мерасонад. Ва аз ин рӯ, иқтидори батарея кам мешавад. Чӣ қадаре ки он пуршиддат ва холӣ шавад, ин рӯйпӯш ҳамон қадар ғафстар мешавад. Баъзан он метавонад ҳатто ба истилоҳ "дендритҳо" -ро ҷудо кунад - фикр кунед, ки сталактитҳои пайвастагиҳои литий, ки аз анод то катод паҳн мешаванд ва агар онҳо ба он расанд, расиши кӯтоҳро ба вуҷуд оварда, батареяро оташ зананд.
Ҳар як давраи пуркунӣ ва холӣ мӯҳлати батареяи литий-ионро кӯтоҳ мекунад. Аммо пуркунии зуд бо ҷараёни сефазаӣ, ки ба наздикӣ муд шудааст, равандро ба таври назаррас суръат мебахшад. Барои смартфонҳо ин барои истеҳсолкунандагон монеаи калон нест, дар ҳар сурат онҳо мехоҳанд корбаронро маҷбур кунанд, ки дастгоҳҳои худро дар ҳар ду-се сол иваз кунанд.Аммо мошинҳо мушкил аст.
Барои боварӣ бахшидан ба истеъмолкунандагон ба харидани мошинҳои барқӣ, истеҳсолкунандагон инчунин бояд онҳоро бо имконоти зуд пуркунии барқ водор созанд. Аммо пойгоҳҳои зуд ба монанди Ionity барои истифодаи ҳаррӯза мувофиқ нестанд.
АРЗИШИ АКкумулятор ДИГАР СЕЮМ ва хатто аз тамоми нархи мошинхои электрикии имруза зиёд аст. Барои итминон додани муштариёни худ, ки онҳо бомба намехаранд, ҳама истеҳсолкунандагон кафолати ҷудогона ва дарозтари батареяро медиҳанд. Дар баробари ин, онҳо ба пуркунии тезтар такя мекунанд, то мошинҳои худро барои сафарҳои дурдаст ҷолиб гардонанд. То вактхои охир станцияхои пуриктидори тезтар 50 киловатт кор мекарданд. Аммо Mercedes EQC-и нав метавонад то 110 кВт, Audi e-tron то 150 кВт, тавре ки истгоҳҳои пуркунандаи Ionity-и аврупоӣ пешниҳод мекунанд, ва Tesla барои баланд бардоштани сатҳ омода аст.
Ин истеҳсолкунандагон зуд эътироф мекунанд, ки пуркунии зуд батареяҳоро нобуд мекунад. Истгоҳҳо ба монанди Ionity барои ҳолатҳои фавқулодда бештар мувофиқанд, вақте ки шахс роҳи дарозеро тай кардааст ва вақти кам дорад. Дар акси ҳол, оҳиста-оҳиста батареяро дар хона пур кардан як усули оқилона аст.
То чӣ андоза заряднок ва холӣ шудани он барои умри он низ муҳим аст. Аз ин рӯ, аксарияти истеҳсолкунандагон тавсия намедиҳанд, ки аз 80% ва аз 20% ситонида шавад. Бо чунин муносибат, батареяи литий-ион ба ҳисоби миёна тақрибан 2 фоизи иқтидори худро дар як сол аз даст медиҳад. Ҳамин тариқ, он метавонад то 10 сол ё тақрибан 200 км тӯл кашад, то қудрати он ба ҳадде коҳиш ёбад, ки дар мошин корношоям мешавад.
Ниҳоят, албатта, ҳаёти батарея аз таркиби беназири химиявии он вобаста аст. Он барои ҳар як истеҳсолкунанда фарқ мекунад ва дар бисёр ҳолатҳо он қадар нав аст, ки ҳатто бо мурури замон чӣ гуна пир шуданаш маълум нест. Якчанд истеҳсолкунандагон аллакай насли нави батареяҳоро бо умри "як миллион мил" (1.6 миллион километр) ваъда медиҳанд. Ба гуфтаи Элон Маск, Tesla дар яке аз онҳо кор мекунад. Ширкати чинии CATL, ки ба BMW ва ним даҳҳо ширкатҳои дигар маҳсулот мефиристад, ваъда додааст, ки батареяи навбатии он 16 сол ё 2 миллион километр кор мекунад. General Motors ва LG Chem дар Корея низ чунин лоиҳаро таҳия мекунанд. Ҳар яке аз ин ширкатҳо ҳалли технологияҳои худро доранд, ки мехоҳанд дар ҳаёти воқеӣ озмоиш кунанд. Масалан, GM барои пешгирии ворид шудани намӣ ба ҳуҷайраҳои батарея маводи навоварро истифода мебарад, ки сабаби асосии миқёси литий дар катод аст. Технологияи CATL ба аноди никел-кобалт-манган алюминий илова мекунад. Ин на танҳо эҳтиёҷ ба кобалтро, ки айни замон гаронтарин ашёи хом ба ҳисоб меравад, коҳиш медиҳад, балки мӯҳлати хизмати батареяро зиёд мекунад. Ҳадди аққал он чизест, ки муҳандисони чинӣ умедворанд. Мизоҷони эҳтимолӣ аз донистани он ки идея дар амал кор мекунад, хушҳоланд.
