Štai ir atėjo VDV pabaiga? Japonai ką tik padarė tai, ko visi laukė ()
Jei egzistuotų akumuliatorius, kurio energijos tankis būtų panašus į skystojo kuro, būtų priimtino patvarumo ir gamybos sąnaudų, niekas nesvarstytų rinktis tarp vidaus degimo variklio ir elektromobilio.
© BP63Vincent, CC BY-SA 3.0 | https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electric_Vehicle_%28EV%29_used_as_an_alternative_of_energy_conservation_of_oil.jpg
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Šiuo metu toks akumuliatorius egzistuoja daugiausia teoriškai, ličio-oro elementų pavidalu, kurie iki šiol buvo trumpalaikė svajonė... bet galbūt kažkas šiuo atžvilgiu pasikeitė.
Žvelgiant į elektros energijos kaupimo technologijų plėtrą, sunku atsikratyti įspūdžio, kad esami sprendimai pamažu išsemia savo potencialą. Šiuo metu ličio jonų akumuliatoriai, dominuojantys išmaniuosiuose telefonuose ir elektromobiliuose, artėja prie savo ribų ir tampa didele kliūtimi tolesnei elektromobilumo ir aviacijos pažangai.
Štai kodėl darbas su ličio-oro akumuliatoriais, kurie mokslinėje literatūroje jau daugelį metų aptariami kaip galimi ličio jonų akumuliatorių įpėdiniai, sukėlė tokį didelį susidomėjimą.
Dabar japonai teigia, kad jiems pavyko žengti žingsnį, kurio visi laukė, nes jų darbas vienu metu pagerino galią ir akumuliatoriaus veikimo laiką, kartu užtikrindamas didelio masto gamybos galimybę.
Ličio-oro baterijos jau seniai laikomos energijos kaupimo šventuoju graliu, daugiausia dėl to, kad jų teorinis energijos tankis artėja prie įprastinio iškastinio kuro. Deja, daugelį metų jos liko laboratoriniu retenybe dėl daugybės rimtų apribojimų. Pagrindinės kliūtys visada buvo maža galia, trumpas ciklo tarnavimo laikas ir visiškas pramoninio masto gamybos negalėjimas.
|
Tačiau Nacionalinio medžiagų mokslo instituto ir „Toyo Tanso“ komanda sukūrė naują anglies elektrodą, kuris vienu metu sprendžia visus šiuos iššūkius. Tyrėjai sujungė „CNovel“ porėtą anglį su atskirų anglies membranų gamybos technologija, sukurdami sluoksniuotą porėtą struktūrą, kuri žymiai pagerina jonų pernašą ir chemines reakcijas ląstelėje. Padidėjęs anglies medžiagos kristališkumas reiškia žymiai didesnį patvarumą ir ilgesnį visos sistemos tarnavimo laiką.
Laboratorinių bandymų rezultatai atrodo daug žadantys, nors vien skaičiais džiaugtis dar ne laikas. Prototipo baterija nuolat atlaikė daugiau nei 150 įkrovimo ciklų esant 1,5 mA/cm² srovės tankiui. Palyginti su tūkstančiais ciklų, kuriuos siūlo dabartinės ličio jonų baterijos, tai gali atrodyti neįspūdingai, tačiau ličio-oro kaupimo pasaulyje tai žymi didelę pažangą. Komanda taip pat pademonstravo veikiantį 1 Wh prototipą su 4 x 4 centimetrų elektrodu, parodydama, kad technologija pradeda žengti toliau nei vien akademiniai sumetimai.
Naujasis elektrodų dizainas vienu metu išsprendžia kelias problemas, o tai itin reta akumuliatorių pasaulyje. Paprastai vieno parametro pagerinimas reiškia kito parametro pakenkimą, nes didesnis energijos tankis turi įtakos akumuliatoriaus veikimo laikui, o padidinus galią, padidėja darbinė temperatūra ir pagreitėja medžiagos irimas. Japonijos komandos pasiūlytos „CNovel“ porėtos anglies sluoksnių sistemos atveju šis nuolatinis kompromisas buvo sumažintas. Patobulintas jonų pernaša ir tvarkinga anglies struktūra leidžia elementui stabiliau veikti esant didesnėms apkrovoms.
Lygiai taip pat svarbu, kad tyrėjai neapsiribojo vieno laboratorinio technologijos „pikselio“ demonstravimu. Sukurti veikiantį 1 Wh elementą gali atrodyti kaip kuklus pasiekimas, tačiau praktiškai tai įrodo, kad visa koncepcija tinkama sujungti į didesnius modulius. Tai pirmas žingsnis link akumuliatorių blokų, kuriuos realiai būtų galima įsivaizduoti automobilyje, lėktuve ar prie vėjo jėgainių prijungtoje energijos kaupimo sistemoje.
Tęsinys kitame puslapyje:
