Daşdan hazırlanmış batareyaları istəmirsiniz? Yenidən doldurulan batareyalar sahəsində yeni bir inqilab gözləyirik? Bu gün bütün bunlar haqqında.
Bütün dünyada uzun müddətdir ki, yaşıl enerji adlandırılan enerjinin maksimum mümkün səmərəliliyinə nail olmaq üçün yarış gedir. Atmosferə istixana qazları buraxmayan bərpa olunan enerji mənbələri sivilizasiyamızın gələcəyidir və buna heç kim şübhə etmir. Bu, artıq xəyal deyil, günün tələbidir. Alimlər getdikcə daha çox həyəcan təbili çalır, bizi elektrik enerjisinə qənaət etməyə və elektrik cihazlarından mümkün qədər səmərəli istifadə etməyə çalışmağa çağırırlar.
Həmçinin maraqlıdır: Baxış-icmal Motorola Edge 40: eyni "pul üçün top"
Litium-ion batareyaları artıq o qədər də səmərəli deyil
Əksər cihazlar batareyalarla işləyir və ya batareyalar, köhnə Walkman oyunçularından tutmuş litium-ion texnologiyalarına (Li-ion) əsaslanan ən son smartfonlara və ya elektrik avtomobillərinə qədər. Çox enerji qənaətcil və davamlı olmasalar da, onlar uzun illərdir əksər elektrik cihazlarında və texnoloji cihazlarda istifadə olunur. Bundan əlavə, zaman keçdikcə onların utilizasiyası ətraf mühitimizin ekoloji vəziyyəti üçün əsl problemə çevrilir.
Litium-ion batareyaları demək olar ki, hər yerdə yerləşdirilir, çünki onlar ucuzdur və yüksək performansa malikdirlər. Bu batareyaların qiyməti son on ildə əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşdüyünə görə, onlar sadəcə bolluğuna görə uzunmüddətli istifadə üçün ən əlverişli alternativə çevrilirlər. Bu gün bu batareyalar texnoloji irəliləyişlər hesabına deyil, istehsal üsullarının, alətlərinin və səmərəliliyinin sadə və davamlı mühəndislik optimallaşdırılması sayəsində aşağı qiymətə və artan enerji sıxlığına nail olub.
Bununla belə, elektrik enerjisi istehsalının yeni üsul və texnologiyalarının inkişafı ilə onun saxlanmasının səmərəli üsullarına tələbat artır. Kiçik miqyasda bununla bağlı heç bir problem yoxdur - həll yolu elektrikin özü kimi reallığın açıq elementi olan müxtəlif növ batareyalar və akkumulyatorlardır.
Onlar telefonları, müxtəlif işıqlandırma növlərini gücləndirmək üçün istifadə olunur, bir vaxtlar fənərlərdən və ya musiqi pleyerlərindən istifadə etmək üçün lazım idi, baxmayaraq ki, bunların hamısı indi smartfonlarımızdadır. Bəs bütün ev təsərrüfatını gücləndirmək üçün lazım olan enerjini necə saxlaya bilərsiniz? Belə çıxır ki, bu işdə də batareyalar işə yaraya bilər. Əlbəttə ki, biz mağazalarda mövcud olan məşhur "barmaqlar" tipli akkumulyatorlardan deyil, özlüyündə maraqlı mühəndislik nailiyyətləri olan tamamilə yeni cihazlardan danışırıq.
Performans, qiymət və davamlılıq baxımından litium-ion batareyaları ilə rəqabət apara biləcək yeni batareyaların yaradılması üçün uzun müddətdir araşdırmalar aparılır.
Bu yeni texnologiyaların çoxu tamamilə yeni deyil. Əslində, onlar litium-ion batareyaları kimi işləyirlər, lakin fərqli materiallardan istifadə edirlər. Enerjinin saxlanması sahəsində tezliklə inqilab edə biləcək ən maraqlı texnologiyalar nümunələri bunlardır.
Həmçinin oxuyun: ChatGPT-nin 7 Ən Gözəl İstifadəsi
Bərk vəziyyətdə olan batareyalar
Bu tip akkumulyatorlar digərlərindən fərqli olaraq maye və ya gel elektrolitləri deyil, bərk formaları istifadə edir. Belə elektrolitlər adətən keramika, şüşə, polimerlər və ya sulfitlər şəklində olur. Bərk vəziyyətdə olan batareyalar daha səmərəlidir, çünki onlar litium-ion analoqları ilə eyni ölçülər üçün daha çox enerji təmin edirlər. Onların, xüsusən də elektromobillərin enerji ilə təchiz edilməsi sahəsində böyük potensialı var.
Möhkəm vəziyyətdə olan akkumulyator müasir litium-ion batareyaları ilə yuxarıda sadalanan problemlərin əksəriyyətini həll etmək potensialına malikdir. Şüşə bərk hallı akkumulyator qələvi metal (litium, natrium və ya kalium) anoddan istifadə etməklə üç qat daha çox enerji sıxlığına malik ola bilər ki, bu da katodun enerji sıxlığını artırır və uzun ömür təmin edir. Bərk elektrolit yanmaz və ya ən azı öz-özünə alışmağa davamlı hesab olunur. Bərk cisimli batareyaların yanar olmayan təbiəti həm də həddindən artıq istiləşmə riskini azaldır, hüceyrələrin daha sıx şəkildə qablaşdırılmasına imkan verir, beləliklə, dizayn çevikliyini və kütlə sıxlığını artırır.
Bu akkumulyatorlara böyük ümidlər onların daha uzun sürə bilməsi ilə bağlıdır. Və bu, müasir dünyada böyük bir artıdır.
Bununla belə, bərk cisimli batareyalar hazırda aşağı texnoloji hazırlıq səviyyəsindədir və fundamental tədqiqatlar hələ də davam edir, bu da yüksək istehsal dəyəri və miqyası ilə bağlı qeyri-müəyyənliyə və narahatlıqlara səbəb olur. Çətinlik həm də müasir istehsal təcrübələrinə uyğun olan, son məhsulun davamlılığına və ya dəyərinə təsir etməməli olan bir prosesə bərk elektrolitləri daxil etmək və əlavə olaraq, daha yaxşı enerji və güc sıxlığı, artan təhlükəsizlik, və daha yüksək ötürmə qabiliyyəti ..
Həmçinin oxuyun: Bing-in chatbotunu sınaqdan keçirdim və müsahibə etdim
Litium-kükürdlü batareyalar
Litium-kükürd (Li-S) batareyaları ("litium-kükürd" ilə qarışdırılmamalıdır - bu əbədi akkumulyatorlar ukraynalıların mübahisələrindən qaynaqlanır) keçən əsrin 60-cı illərindən etibarən effektiv cihaz kimi inkişaf etdirilməyə və tədqiq edilməyə başlandı. geri dönən elektrokimyəvi reaksiyalardan istifadə edərək enerjinin saxlanması. Litium-ion batareyası (LIB) texnologiyasının sürətli inkişafına və kommersiyalaşdırılmasına baxmayaraq, növbəti onilliklərdə litium-ion batareyalarının üzləşdiyi kritik texniki problemləri həll etmək üçün heç bir irəliləyiş əldə edilməmişdir. Buna görə də, 2000-ci illərdə Li-S batareyaları öz üstünlüklərinə - aşağı qiymətə və yüksək nəzəri xüsusi enerjiyə görə tərtibatçılar tərəfindən əhəmiyyətli maraq qazandı. Bu göstəricilər mövcud litium-ion batareyaların xüsusiyyətlərindən demək olar ki, 3 dəfə yüksəkdir. Kükürdün aşağı qiyməti və yüksək tərkibi (yəni aktiv katod materialı) litium-kükürdlü akkumulyatorları litium-ion batareyalardan daha cəlbedici edir, çünki sonuncular katod istehsalında kobalt və nikel kimi kritik materiallardan istifadə edir.
Litium-kükürdlü akkumulyatorlarda isə akkumulyatordakı iki elektroddan biri olan katod kükürddən hazırlanacaq. Bu element ənənəvi nikel və kobaltdan daha balanslıdır. Belə batareyalar litium-ion batareyalardan daha səmərəlidir. Bu, açıq-aydın onların istifadə olunacağı avtomobillərin daha geniş çeşidinə səbəb ola bilər. Deyə bilərik ki, bu akkumulyatorların böyük üstünlüyü kükürdün ucuz və geniş yayılmış xammal olmasıdır. Eyni zamanda, bu cür akkumulyatorların istehsal prosesi litium-ion batareyalarının istehsalı üçün istifadə olunan prosesə çox bənzəyir, yəni onların istehsalı üçün eyni qurğular və istehsal gücləri istifadə edilə bilər.
Bu tip akkumulyatorların digər üstünlüyü onların istehsalı üçün tələb olunan az enerji miqdarıdır, demək olar ki, 25%. Bütün bu xüsusiyyətlər litium-kükürdlü akkumulyatorların istehsalını çox sərfəli edə bilər.
İnkişaflar artıq tam sürətlə davam edir. Lyten şirkəti bu sahədə xüsusilə əhəmiyyətli uğurlar əldə etmişdir. Artıq bütün LytCell EV batareya platformasına malikdir. Şirkət deyir ki, onun akkumulyatoru bugünkü litium-ion akkumulyatorlardan daha ucuz və təhlükəsizdir və bu onilliyin ortalarına qədər ABŞ-da istehsal edilən kütləvi elektrik avtomobillərində istifadə oluna bilər.
Həmçinin maraqlıdır: Google Bard AI: bilməli olduğunuz hər şey
Dəmir-hava batareyaları
Bu tip akkumulyatorlar dəmirin havadan istifadə edərək oksidləşməsi prosesi əsasında işləyir. Doldurma prosesində oksidləşmiş maddələr tərs oksidləşmə kimi tanınan bir prosesdə yenidən dəmirə çevrilir. Dəmir-hava batareyalarının yaxın gələcəkdə geniş yayılacağı gözlənilir, çünki onlar litium-ion batareyalardan təxminən 25 dəfə daha çox enerji saxlamağa imkan verir.
Həm dəmirin, həm də havanın çox böyük ehtiyatlarına görə, bu cür batareyalar əlbəttə ki, daha ucuz olacaq. Hesablamalara görə, onların qiyməti mövcud batareyalardan təxminən 10 dəfə aşağı ola bilər! Təəssüf ki, bu cür batareyaların bir əhəmiyyətli çatışmazlığı var - dəmirin oksidləşməsinin yavaş sürətinə görə onları doldurmaq uzun müddət çəkə bilər.
Məşhur Massaçusets Texnologiya İnstitutunun (MIT) bazasında yaranan startap Form Energy şirkəti dəmir-hava batareyalarını uğurla inkişaf etdirir. Form Energy batareyaları, tərtibatçıların fikrincə, litiumdan on dəfə ucuzdur və onlar dünyada bol olan dəmirdən istifadə edirlər. Eyni zamanda, dəmir-hava batareyaları litium batareyalardan daha uzun müddət davam edə bilər və həm də alışqan olmadığı üçün daha təhlükəsizdir.
Hal-hazırda görülən yeganə çatışmazlıq, bu batareyaların yavaş doldurulmasıdır, məsələn, noutbuklar və ya smartfonlar üçün litium batareyalardan daha az əlverişli seçimdir. Digər tərəfdən, onlar milli elektrik şəbəkəsi səviyyəsində enerjinin saxlanması üçün əla həll yoludur, belə ki, onlar altı saata qədər davam edə bilən litium batareyalardan xeyli uzun, 100 saat enerji saxlama təmin edə bilirlər. Bu yolla onlar irimiqyaslı günəş parkları və külək stansiyalarının inteqrasiyasını asanlaşdıra bilərlər.
Həmçinin maraqlıdır: Bluesky fenomeni: bu hansı xidmət növüdür və nə qədərdir?
Çınqıllı batareyalar
Yeni tip akkumulyatorların digər maraqlı nümunəsi elektrik əvəzinə istilik saxlayanlardır. Məsələn, İsrailin Brenmiller Energy şirkəti istilik enerjisini saxlamaq üçün daş kimi alternativ materiallardan istifadə üzərində işləyir. 2012-ci ildən Brenmiller Energy çınqıldan əvvəlcə istehsal, sonra isə istilik enerjisinin saxlanması üçün istifadə edir. Bu cür texnologiyalar, öz növbəsində, müxtəlif məqsədlər üçün, məsələn, sənayedə istifadə edilə bilər.
Maraqlıdır ki, enerjinin saxlanması üçün çınqıldan istifadə ideyası tamamilə yeni deyil. Bir çox yeni texnologiyalara sahib olan NASA keçən əsrin yetmişinci illərindən istilik enerjisi saxlama texnologiyalarını sınaqdan keçirir. Adi batareyalardan fərqli olaraq, İsrail şirkətinin istehsal etdiyi batareyalar buxar, isti su və ya isti hava istehsal etmək üçün enerjidən istifadə edir. Brenmiller Energy deyir ki, Tempo adlı zavodu saatda 35 tona qədər buxar istehsal etməklə 14 MVt-a qədər enerji saxlaya biləcək.
Bu, enerji ilə bağlı bütün emissiyaların 45 faizə qədərinin sənaye istilik sektorundan gəldiyi İsrail iqtisadiyyatı üçün çox vacibdir. Bu layihə ənənəvi qalıq yanacaqla işləyən buxar qazanlarını əvəz etməkdir.
Yeni reallıqlar yeni həllər tələb edir. Yeni növ akkumulyatorların meydana çıxması enerjiyə qənaət sahəsində texnologiyaların inkişafına kömək edəcək. Ola bilsin ki, bir neçə ildən sonra laptopunuzun və ya smartfonunuzun hər gün doldurulmasına ehtiyac qalmayacaq, çünki o, bir şarjla bir ay, hətta bəlkə də bir il işləyəcək. Və eyni zamanda, yeni akkumulyator növü nəinki enerjiyə qənaət edəcək, həm də ətraf mühitin qorunmasına töhfə verəcək.
Həmçinin maraqlıdır: