Ana Səhifə > Xəbərlər > Bloq
Solidion Texnologiya son vaxtlar litium-kükürd batareyalar sahəsində bəzi təsirli addımlar irəli atıb və sənayenin diqqətini cəlb edən 380 Vt/saat/kq enerji sıxlığı göstəricisinə çatıb. Bu göstərici praktiki tətbiqlər üçün nə deməkdir? Burada nəzərdə tutulan elektrik avtomobillər və bizim bu günlərdə ətrafımızda daşıdığımız portativ enerji qurğularıdır. Şirkət bu qədər yüksək enerji sıxlığına çatdıqda bu, əslində daha uzun müddət şarj olunmadan işləyən batareyalar yaratmaq deməkdir. Elektrik avtomobillərinin sahibləri üçün isə bu, şarj stansiyalarında dayanmadan daha uzaq məsafələr qət etmək mümkündür. Portativ cihazlar da uzun müddət iş qabiliyyətini saxlayacaq. Maksimum 260 Vt/saat/kq olan ənənəvi litium-ion batareyalara nisbətən Solidionun əldə etdiyi nəticə qeyri-adi bir uğurdur. Rəqəmlər kağız üzərində kiçik görünə bilər, amma praktikada bu, şarj tezliyini azaltmağa və eyni zamanda mənimsəməni saxlamağa çalışanlar üçün böyük bir irəliləyişdir.
Bu texnologiya yaşıl enerji və istehsalat xərclərində qənaət baxımından bəzi vacib dəyişikliklər gətirir. Litium-sulfat batareyaları əsasən sulfura əsaslanır ki, bu da bu gün batareyalarda istifadə edilən digər materiallarla müqayisədə nisbətən yayılmış və ucuzdur. Bu dəyişiklik xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və yaxşı saxlama tutumunu saxlayır. Daha da yaxşısı odur ki, istehsalçılar artıq kobalt və ya nikel kimi bahalı metallara çox pul xərcləməyəcəklər. Belə batareyaların istehsal xərclərinin təxminən 65 ABŞ dolları ilə 1 kilovatsaat arasında olacağı gözlənilir ki, bu da elektrik avtomobillərini çoxsaylı istehlakçılar üçün maliyyə baxımından əlçatan seçim edəcək. Belə texnologiyaya əsaslanan tipik 100 kVt/saat batareya paketini nəzərdən keçirək – bu, maşını təxminən 500 mil məsafəyə idarə etməyə imkan verəcək və təxminən 6500 ABŞ dolları dəyərində olacaq. Belə qiymətləndirmə elektrik maşınlarının alıcının əvvəlcədən ödəməli olduğu məbləğ baxımından ənənəvi benzin mühərrikliləri ilə eyni səviyyəyə gətirir.
Bu irəliləmə litum-kükürd batareyalarını illərdir müşayiət edən bəzi əsas problemləri həll edir, xüsusilə də onların dövrlər üzrə uzunömürlü olmaması və ənənəvi litum-ion batareyaları qədər səmərəli olmaması kimi məsələlər. Tədqiqatçılar batareyaların daha uzun ömürlü və daha yaxşı işləməsi üçün yarım qatı elektrolitlərdən və yeni katod dizaynlarından kimi innovasion yanaşmalardan istifadə edərək təkmilləşdirmələrə davam edirlər. Belə inkişaflar davam etdikcə, müxtəlif sənayelərdə enerji saxlama texnologiyalarının gələcəyində litum-kükürd batareyalarının mühüm rol oynayacağına dair yaxşı səbəblər mövcuddur.
Lityum kükürd batareyalarının qarşılaşdığı əsas problem tədqiqatçıların "şatl təsiri" adlandırdığıdır. Əsasən, polisulfid adlanan kimyəvi birləşmələr batareyanın içərisində hərəkət edir və zaman keçdikcə sürətli bir tutumun itirilməsinə səbəb olur. Bu, həqiqətən də bu batareyaların nə qədər yaxşı işləməsini və əvəz edilməsinə ehtiyac olmadan əvvəl nə qədər davam etməsini məhdudlaşdırır. Ancaq son tədqiqatlardan bu problemin potensial həlli kimi karbon nanotubka materiallarına baxan yaxşı xəbərlər var. Batareyanın komponentlərinə əlavə edildikdə bu xüsusi kompozit materiallar həm elektrik keçiriciliyini, həm də struktur sabitliyini artırır. Nəticədə problemli polisulfidlərin sərbəst hərəkət etməsinə mane olurlar. Bu, ümumilikdə daha yaxşı performans və daha uzun ömürlü lityum kükürd hüceyrələri deməkdir.
Son araşdırmalar karbon nanoboruların kükürd katodları ilə birləşdirilməsinin batareyalarda həm mexaniki möhkəmliyi, həm də elektrokimyəvi davranışın yaxşılaşmasında müsbət təsir göstərdiyini göstərir. "Advanced Materials" jurnalının məqaləsi bu kompozit materialların batareyaların doldurma tutumunu artırmaqla yanaşı, çoxsaylı doldurma-bosaldma dövrlərindən sonra da sabitliyini saxlamağa necə kömək etdiyini qeyd edir. İstehlakçılar üçün maraqlı olan isə bu nanoboru strukturların kükürd katodlarının səmərəliliyini artırmasının əsas mexanizmi ilə əlaqədardır, çünki bu, son bir neçə il ərzində lityum-kükürd batareyaların inkişafında əsas çətinliklərdən biri olmuşdur.
Lityum-sulfur batareyaların əslində imkanları qədər effektiv işləməsinə shuttle effekti nəzarətinin daha yaxşı olması səbəb olur, xüsusilə kosmik texnologiyalarda olduğu kimi həm enerji sıxlığı, həm də etibarlı performansın əhəmiyyətli olduğu çətin şərtlərdə. Bu hal baş verdikdə, adi lityum batareyalardan bir neçə cəhətdən daha yaxşı olan enerji saxlama sistemi alınır. Bu inkişaf hazırda elektrik avtomobillərdən bərpa olunan enerji sistemlərinə qədər bir çox sahələrdə daha yaxşı saxlama imkanları yaradır və bu, istehsalçılar üçün son illər ərzində konvensial batareya texnologiyalarının məhdudiyyətlərini aşmaq üçün gözlənilən bir hədəfdir.
Doshisha Universitetinin tədqiqatçıları yaxın zamanda litum batareyalar üçün yanmayan elektrolit işləyib hazırlayıblar ki, bu da təhlükəsiz enerji saxlamağa doğru irəliləyişdir. Onların yeni formulasiyası hazırkı batareya texnologiyasının ən böyük problemi - iş və ya yüklənmə zamanı yanma təhlükəsini həll edir. Bu, batareyaların smartfonlardan başlayaraq enerji sisteminə qədər müxtəlif sahələrdə istifadə edildiyi müxtəlif sənayelər üçün çox önəmlidir. Təhlükəsiz batareyalar daha az qəza və mülk itkisinə səbəb olur ki, bu da istehlakçıların yeni batareya texnologiyasına malik məhsulları almaqda daha çox etimad yaradır. Laboratoriya testləri də ümidverici nəticələr göstərdi; bu elektrolitdən istifadə edilən batareyalar hətta yüksək temperaturlara maruz qalmaqla belə sobalanmaya qarşı daha yaxşı müqavimət göstərdi. Əgər bu innovasiya geniş şəkildə qəbul edilərsə, litum batareyalarından gözlənilən tələblər dəyişə bilər, onları əhəmiyyətli dərəcədə təhlükəsiz edərək eyni zamanda əsas enerji saxlama qurğuları kimi etibarlılığını saxlayacaq.
Qatı hal texnologiyası həm şəbəkə batareyaları, həm də elektrik avtomobillərində təhlükəsizliyi yaxşılaşdırmaqda olduqca böyük irəliləyişlər əldə edir. Litium batareyalar həmişə təhlükəsizlik baxımından müəyyən problemlər yaratmışdır, xüsusilə də istilik qaçışı kimi hallarda temperaturun təhlükəli dərəcədə artması və yanıcı elektrolitlərin olması səbəbindən yanğınlar baş verə bilər. Yeni qatı və yarımqatı hal konstruksiyaları bu cür problemləri həll etməyə çalışır. Bəzi sənaye hesabatları göstərir ki, bərpa olunan enerji saxlama sistemlərində baş verən xətaların təxminən 40%-i batareyalarla bağlı hadisələrdən qaynaqlanır, bu da daha yaxşı həllərə ehtiyacın nə qədər vacib olduğunu göstərir. Ən son nailiyyətlər bu yeni batareya sistemlərinin qəzaya uğramadan və ya effektivliyini itirmədən ağır şərtləri dəşıyabilecəyini göstərir. İstehsalçılar bu yaxşılaşdırmalar üzərində işləməyə davam etdikcə şəbəkə operatorları və elektrik avtomobillərinin sahibləri ümumilikdə daha təhlükəsiz avadanlıqlarla qarşılaşacaqlar. Bu inkişaf müxtəlif sahələrdə təmiz enerji mənbələrinə keçidin sürətləndirilməsinə kömək edə bilər.
Son zamanlarda kvant doldurulması olduqca maraqlı bir mövzu kimi meydana çıxıb və litium batareyaları doldurarkən yaranan uzun gözləmələri azalda bilər. Bu ideya əsasən enerjini ənənəvi üsullardan daha sürətli şəkildə daşımaq üçün kvant mexanikasından istifadə edir. Nəzarətli deqraziya adlanan bu proses, kiçik hissəcikləri eyni vaxtda işə salmaqla onlar vasitəsilə enerjinin daha yaxşı hərəkət etməsinə imkan yaradır və bu da doldurma prosesini daha sürətli edir. Son dərc olunan bəzi tədqiqatlar da bu istiqamətdə yaxşı nəticələr göstərir. Modellər bu texnika ilə insanların cihazlarını saatlarla deyil, yalnız bir neçə dəqiqəyə doldura biləcəyini göstərir. Bu yeni kvant texnologiyasına əsaslanan enerji saxlama yolu litium batareyaların inkişafında real addım kimi qəbul edilir. Bu texnika enerjinin saxlanmasında həm sürət, həm də ümumi səmərəlilik baxımından yaxşılaşmalar gətirir. Hələlik bu texnikanın məhsullara tətbiqi üçün daha çox iş görüləcək, lakin bir çox tədqiqatçılar bu ideyaların nəhayət laboratoriyalardan çıxaraq gələcəkdə gündəlik istifadə olunan cihazlarda və hətta elektrik maşınlarında belə istifadəyə hazır olacağını düşünürlər.
Təsadüfi modelləşdirmə yanaşmaları batareyaların təkrar emalı və dairəvi iqtisadiyyatın qurulması ilə bağlı düşüncələrimizi dəyişdirir. Bu riyazi alətlər proqnozlaşdırılmayan dəyişənlərlə işləyərək materialların təkrar emalının keyfiyyətini və belə əməliyyatların maliyyə baxımından məqsədəuyğun olub-olmadığını təsir edən müxtəlif amilləri proqnozlaşdırmaq üçün istifadə olunur. Bu, şirkətlərə qiymətli resursları daha yaxşı şəkildə geri qaytarmaq və zibilə gedən hissəni azaltmaq üçün yollar tapmaqda kömək edir. Xüsusilə litium batareyalar sektoru bu gün belə analizlərə ehtiyac duyur. Əslində, tədqiqatlar göstərir ki, istifadə olunmuş litium batareyaların 95 faizindən çoxu heç vaxt təkrar emal prosesinə daxil olmur. Bu, ətraf mühit üçün pis xəbərdir. Lakin bu ehtimal üsullarını tətbiq etməyə başlayanda həm ətraf mühit, həm də iqtisadi cəhətdən real yaxşılaşmalar müşahidə edilir. Batareya texnologiyalarında baş verən yeni inkişaflarla birlikdə, burada böyüməyə yer var. Stoxastik modelləşdirməyə ciddi yanaşmaq, artan ehtiyacımızı etibarlı enerji saxlama həlləri ilə qiymətli materialların daha ağıllı və yaşıl idarə edilməsi arasında əlaqə yaratmaq üçün vacibdir.
Litium-sulfur batareyalar yenilənə bilən enerjinin saxlanmasının necə həyata keçirildiyini dəyişdirir, çünki onların istehsalı ənənəvi variantlara nisbətən daha ucuz başa gəlir. Bu batareyaları fərqləndirən nədir? Onlar daha kiçik sahələrdə daha çox enerji yerləşdirə bilir və istehsalçılar üçün istehsalı daha ucuz başa gəlir. Bu isə daha yaxşı məhsunatlıq və ən çox ehtiyac duyulan zaman daha etibarlı güc nəticəsinə gətirib çıxarır. Güneş paneli və külək türbinləri qeyri-müəyyən vaxtlarda elektrik enerjisi yaradır, buna görə də gücün sabit axını üçün yaxşı saxlama sistemi olduqca vacibdir. Oxis Energy şirkətini misal göstərə bilərik, bu yeni batareyaları artıq real tətbiq sahələrində istifadə edən şirkətdir. Keçirdikləri testlər köhnə batareya texnologiyaları ilə müqayisədə bəzi təəccüblü nəticələr göstərmişdir. Batareyaların təkmilləşdirilməsi üçün hələ də imkanlar mövcuddur, lakin bu inkişaflar təmiz enerji sistemlərinin quraşdırılması və təmiri üçün xərclərin azalmasına kömək edir. Bu səbəbdən də ilk növbədə yeni texnologiyalara şübhə ilə yanaşan şirkətlər belə onları istifadə etməyə başlayıblar.
Litium-sulfur texnologiyasının yaranması portativ enerji stansiyaları haqqında düşüncələrimizi dəyişdirir və onlara köhnə batareya sistemləri ilə müqayisədə ciddi üstünlük verir. Yeni modellər əvvəlki nəslə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə yüngül olur və daha kiçik ölçülərdə daha çox enerji yerləşdirir. Bundan əlavə, istehsal zamanı nadir torpaq materiallarına ehtiyac duyulmadığı üçün ətraf mühit üçün daha yaxşıdır. Əgər adi litium-ion batareyalarla müqayisə etsək, litium-sulfur versiyaları eyni ətraf mühit izini buraxmadan daha yaxşı işləyir. Məsələn, Sion Power şirkətinin ən son prototipləri bu texnologiyaya nə qədər irəlilədiyini göstərir. Daha çox şirkət litium-sulfur həllərini qəbul etdikcə portativ enerjinin keyfiyyətində real yaxşılaşmalar müşahidə olunur. Bu inkişaflar vacibdir, çünki insanlar elektriklənmə vaxtı nəzərdə tutulan və ya idiomatik olaraq dünyanın qiymətini verməyəcək etibarlı ehtiyat elektrik təchizatı istəyirlər.
Litium batareyalarının katodlarında kobaltdan uzaqlaşmaq sənayedə əsaslı dəyişiklik kimi qarşılanır və əsasən ətraf mühit problemləri və etik məsələlər səbəbindən motivasiya alır. Kobaltın çıxarılması ekosistemlərə ciddi ziyan vurur və uzun müddət işçilərin istismarı ilə əlaqələndirilmişdir ki, bu da bir çox sorğu-journalistika hesabatlarında geniş şəkildə sənədləşdirilmişdir. Şirkətlər indi bu mübahisəli materialdan asılı olmayan batareyaların istehsalı üçün yeni üsullar işləməyə çalışırlar. Nəticələr həm də vədəbəxşdir. Son araşdırmalar göstərir ki, kobaltsız variantlara keçən istehsalçılar xərclərini təxminən 30% azalda bilərlər. Bu xərclərin azalması şirkətlərin təmizlənmiş təchizat zəncirləri istədiyi bir dövrdə baş verir və bu da iqtisadi cəhətdən də, mənəvi cəhətdən də məqbuldur. Ətraf mühitin mühafizəsi və mənfəət marjaları həmişə mükəmməl uzlaşmır, lakin bu halda onlar əl eləyib irəliləyir.
Burada gördüyümüz texnoloji təkmilləşdirmələr enerji sektoru üzrə baş verən daha böyük hadisələrə işarətdir. Artıq bir çox şirkət batareyaların istehsalı zamanı ətraf mühitə dəyən ziyanı azaltmaqla eyni zamanda daha yüksək səmərəlilik əldə etmək üçün istehsal üsullarını təkmilləşdirməyə çalışır. Sənaye hesabatları kobaltdan istifadənin azaldılması ilə karbon emissiyalarının əhəmiyyətli dərəcədə kəsildiyini göstərir, bu da dünyanın müxtəlif yerlərində tətbiq edilən sərt ekoloji qaydalar nəzərə alınmaqla məntiqlidir. Şirkətlər bu yeni yanaşmalara sahib olduqda yalnız planetə kömək etməmiş olurlar, həm də əslində biznesdə də öndə qalırlar, çünki müştərilər artıq məhsullarının haradan gəldiyinə və hansı təsiri olduğu məsələlərinə daha çox diqqət yetirirlər.
Yüksək enerji tutumlu litum batareyalarının ən böyük problemi olan istiliyin idarə edilməsi bu gün də aktual qalır. Bu batareyalar çox istiləndikdə yalnız performansı aşağı düşmür, həm də ciddi təhlükəsizlik riskləri yaradır. Termal idarəetmənin alınmadığı hallarla bağlı çox sayda hesabatda gördüyümüz kimi, bu səbəbdən daha yaxşı materiallar və daha ağıllı dizaynlar yaratmaq vacibdir. Bu problem üzərində işləyən alimlər temperaturun kəskin artımını azalda biləcək faz dəyişməli materiallar və yaxşılaşdırılmış istilik yayma strukturları üzərində işləyirlər. Sənaye nümayəndələri bu cür yanaşmaların batareyaların ömrünü uzatmasında və ümumi iş performansını artırmasında vacib rol oynadığını bildirirlər. Bu isə növbəti nəsil litum texnologiyasının istehlakçılara real şəkildə çatdırılması üçün qəribəcə zəruridir.
Batareyalarda istiliyi idarə etməyə yeni yanaşmalar təkcə təhlükəsizliyi təmin etmir, həm də batareyaların işini və enerji saxlama imkanlarını artırır. İstehsalçılar batareya dizaynlarına bu istilik idarəetmə funksiyalarını daxil etdikdə, daha yaxşı saxlama tutumu və sistem üzrə yaxşılaşmış mədaxil əldə edirlər. Sənaye ekspertləri müəyyən etmişlər ki, yaxşı istilik idarəetmə batareya ömrünü təxminən 40 faiz artıracaq, bu da uzun müddətli güc bloklarını qənaətli hala gətirir. Dünyanın güclü və səmərəli enerji mənbələrinə artan ehtiyacı ilə əlaqədar, düzgün istilik nəzarəti litium batareyaların bizim üçün nələr edə biləcəyini irəli sürən əsas amil kimi qalır.
Əsas kəşfiyyat Solidion Texnologiyası tərəfindən enerji sıxılıqında alınan artımdır, 380 Vt·saat/kg-ə çatır. Bu inkişaf elektrikli avtomobillərin mexanizm uzunluğunu artırmağa və portativ enerji sistemlərinin avtonomiyasını yaxşılaşdırmağa imkan verir və litium-ion batareylərə nisbətən müsbət alternativ təklif edir.
Litium-sülfür batareyləri əsas katod olaraq sülfür istifadə edir, ki, bu element obzalı və ucuzdur. Bu ümumi maliyetləri azaltır və köbaltdan və nikeldən bəhs edilən pahə qida ehtiyacını silmir, bu da istehsalı daha rəqəmsal və sürdürlü edir.
Shuttle effekti polisülfid cümlələrinin köçümündən ibarətdir ki, bu litium-sülfür batareylərində kapasitənin azalmasına səbəb olur. Bu carbon nanotüb kompozitlərinin istifadəsi ilə həll edilir, bu isə əksərən əlaqə və stabilliyini artırır və shuttle effektini azaltır.
Məktəbin yanmaz elektrolit dizaynı, bu da hem istifadəçi elektronikası üçün, hem də böyük ölçülü enerji saxlama sistemləri üçün əsas endiricidir, bataryaların təhlükəsizliyini yangın riskini azaltaraq artırır.
Kvant yükləmə idmanlı defozasiya vasitəsilə yükləmə vaxtını ciddi şəkildə azaltır, əhəmiyyətən isə stoxastik modellər kiçikləşdirmə effektivliyini yaxşılaşdırır və dairəvi batarya iqtisadını təmin edir, daha sürdurable enerji həllərinə gətirir.