Baahida degdega ah ee lagu dhimayo qiiqa kaarboonka ayaa keenaysa dhaq-dhaqaaq degdeg ah oo ku wajahan korantada gaadiidka iyo ballaarinta dirida tamarta qorraxda iyo dabaysha ee shabkada.Haddii isbeddelladani ay u sii kordhaan sidii la filayay, baahida loo qabo habab wanaagsan oo lagu kaydiyo tamarta korantada ayaa sii xoogaysan doonta.
Waxaan u baahanahay dhammaan xeeladaha aan ku heli karno si aan wax uga qabanno khatarta isbeddelka cimilada, ayay tiri Dr Elsa Olivetti, oo ah borofisar ku-xigeenka sayniska qalabka iyo injineernimada Esther iyo Harold E. Edgerton.Sida cad, horumarinta tignoolajiyada kaydinta tirada badan ee ku salaysan shabakada ayaa muhiim ah.Laakiin codsiyada mobilada - gaar ahaan gaadiidka - cilmi baaris badan ayaa diiradda lagu saaray laqabsiga kuwa maantabaytariyada lithium-ionsi ay u badbaado, yareeyaan una awoodaan inay tamar badan u kaydiyaan cabbirkooda iyo miisaankooda.
Baytariyada lithium-ion ee caadiga ah way sii wadaan inay soo hagaagaan, laakiin xaddidadoodu waa ay jiraan, qayb ahaan sababtoo ah qaabdhismeedkooda.Baytariyada Lithium-ion waxay ka kooban yihiin laba electrodes, mid togan iyo mid taban, oo lagu dhex galiyey dareere organic (kaarboon-ku jira).Marka batteriga la dallaco oo la sii daayo, qaybaha lithium-ka ee la dallacay (ama ions) ayaa laga soo qaadaa korantada ilaa kan kale iyada oo loo sii marayo dareeraha dareeraha ah.
Dhibaato ka mid ah naqshadeyntan ayaa ah in koronto iyo heerkul gaar ah, electrolyte-ka dareeraha ah uu noqon karo mid kacsan oo uu dab qabsado.Baytariyadu guud ahaan waa badbaado isticmaalka caadiga ah, laakiin khatarta ayaa weli ah, ayuu yidhi Dr Kevin Huang Ph.D.'15, saynisyahan cilmi-baaris oo ka tirsan kooxda Olivetti.
Dhibaato kale ayaa ah in baytariyada lithium-ion aysan ku habboonayn isticmaalka baabuurta.Baakadaha waaweyn, batteriga culus ayaa qaadaya meel bannaan, waxay kordhiyaan miisaanka guud ee baabuurka waxayna yareeyaan waxtarka shidaalka.Laakiin way adag tahay in maanta baytariyada lithium-ion ay ka dhigaan kuwo yaryar oo fudud iyadoo la ilaalinayo cufnaanta tamarta - qadarka tamarta lagu kaydiyo garaamkii miisaanka.
Si loo xalliyo dhibaatooyinkan, cilmi-baarayaashu waxay bedelayaan sifooyinka muhiimka ah ee baytariyada lithium-ion si ay u abuuraan nooc-dhammaan adag, ama xaalad adag.Waxay ku bedelayaan dareeraha dareeraha ah ee dhexda ku jira korantada adag ee dhuuban kaas oo ku xasilan tiro balaadhan oo koronto iyo heerkul ah.Electrolyt-kan adag, waxa ay isticmaaleen koronto togan oo awood sare leh iyo bir lithium ah oo taban oo ka dhumuc yar marka loo eego lakabka kaarboonka daloolsan ee caadiga ah.Isbeddelladani waxay u oggolaanayaan unug guud oo aad u yar iyadoo la ilaalinayo awoodda kaydinta tamarta, taasoo keentay cufnaanta tamarta sare.
Tilmaamahaan - badbaadada la xoojiyey iyo cufnaanta tamarta oo weyn- Waxay u badan tahay inay yihiin labada faa'iido ee ugu badan ee la qiyaaso ee baytariyada adag ee suurtagalka ah, haddana dhammaan waxyaalahan waa kuwo horay loo eegay oo la rajaynayo, oo aan daruuri ahayn in la gaaro.Si kastaba ha ahaatee, suurtogalnimadani waxay leedahay cilmi-baarayaal badan oo ku mashquulsan sidii ay u heli lahaayeen agabka iyo naqshadaha ka dhabayn doona ballanqaadkan.
Ka fikir wixii ka baxsan shaybaarka
Cilmi-baarayaashu waxay la yimaadeen dhowr xaaladood oo xiiso leh kuwaas oo u muuqda kuwo rajo leh shaybaarka.Laakiin Olivetti iyo Huang waxay aaminsan yihiin in marka la eego degdegga ah ee loolanka isbeddelka cimilada, tixgelinno wax ku ool ah oo dheeraad ah ayaa laga yaabaa inay muhiim tahay.Annaga cilmi-baarayaashu had iyo jeer waxay ku leeyihiin shaybaarka cabbirro si loo qiimeeyo agabka iyo hababka suurtagalka ah, ayuu yidhi Olivetti.Tusaalooyinka waxaa ka mid noqon kara awoodda kaydinta tamarta iyo qiimaha dallacaadda.Laakin haddii ujeedadu tahay fulinta, waxaanu soo jeedinaynaa in lagu daro qiyaaso si gaar ah wax uga qabta suurtagalnimada miisaan-qaadista degdega ah.
Qalabka iyo helitaanka
Adduunka ee electrolytes inorganic adag, waxaa jira laba nooc oo waaweyn oo walxaha - oksaydhyada ka kooban ogsijiin iyo sulphides ka kooban baaruud.Tantalum waxaa loo soo saaray si ka-soo-bax ah macdanta tiin iyo niobium.Xogta taariikhiga ah waxay muujineysaa in soosaarka tantalum uu ku dhow yahay ugu badnaan suurtagalka ah ee germanium inta lagu jiro macdanta tin iyo niobium.Helitaanka tantalum haddaba waa walaac weyn oo laga qabo kor u qaadida suurtagalka ah ee unugyada ku saleysan LLZO.
Si kastaba ha noqotee, ogaanshaha helitaanka curiyaha dhulka ma xalliyo tillaabooyinka loo baahan yahay si loo galo gacmaha soosaarayaasha.Haddaba cilmi-baarayaashu waxay baareen su'aal la socota oo ku saabsan silsiladda sahayda ee walxaha muhiimka ah - macdanta, farsamaynta, sifaynta, gaadiidka, iwm. baahida baytariyada?
Falanqayn muunad ah, waxay eegeen inta ay le'eg tahay silsiladda sahayda germanium iyo tantalum ay u baahan tahay inay koraan sanadba sanadka ka dambeeya si ay u bixiyaan baytariyada saadaasha 2030 ee gawaarida korantada.Tusaale ahaan, gawaarida korantada, oo inta badan lagu tilmaamo bartilmaameedka 2030, waxay u baahan doonaan inay soo saaraan baytari ku filan si ay u bixiyaan wadar ahaan 100 gigawatt saacadood oo tamar ah.Si loo gaaro yoolkan, iyadoo la adeegsanayo baytariyada LGPS oo keliya, silsiladda sahayda germanium waxay u baahan doontaa inay koraan 50% sannadkiiba - fidsan, maadaama heerka kobaca ugu badan uu ahaa 7% waagii hore.Isticmaalka unugyada LLZO oo keliya, silsiladda sahayda tantalum waxay u baahan doontaa inay koraan ilaa 30% - heerka kobaca oo aad uga sarreeya ugu badnaan taariikheed oo ku dhow 10%.
Tusaalooyinkani waxay muujinayaan muhiimadda ay leedahay in la tixgeliyo helitaanka walxaha iyo silsiladda sahayda marka la qiimeynayo awoodda kor u qaadista ee korantada adag ee kala duwan, ayuu yidhi Huang: Xitaa haddii tirada maaddadu aysan ahayn arrin, sida kiiska germanium, kor u qaadista dhammaanba. Tallaabooyinka silsiladda sahayda ee ku habboon wax-soo-saarka baabuurta mustaqbalka ee korontada ayaa laga yaabaa inay u baahdaan heerka kobaca ee aan hore loo arag.
Qalabka iyo habaynta
Arrin kale oo loo baahan yahay in la tixgeliyo marka la qiimeynayo awoodda miisaanka ee naqshadeynta batteriga waa dhibka habka wax soo saarka iyo saameynta ay ku yeelan karto kharashka.Waxaa lagama maarmaan ah in ay jiraan tillaabooyin badan oo ku lug leh soo saarista baytariga adag, iyo guuldarada tilaabo kasta waxay kordhisaa qiimaha unug kasta oo si guul leh loo soo saaro.
Sida wakiilka dhibaatada wax soo saarka, Olivetti, Ceder iyo Huang waxay sahamiyeen saamaynta heerka guuldarradu ku leedahay wadarta qiimaha nashqadaha baytariyada adag ee dawlad-goboleedka ee ku jira xogtooda.Hal tusaale, waxay diiradda saareen oksaydhka LLZO.LLZO waa mid aad u jajaban oo xaashiyo waaweyn oo dhuuban oo ku filan in loo isticmaalo waxqabadka sare baytariyada adag ee gobolka waxay u badan tahay inay dillaacaan ama ay ku dhacaan heerkulka sare ee ku lug leh habka wax soo saarka.
Si loo go'aamiyo raadka kharashyada guul-darrooyinkan oo kale, waxay la jaanqaadeen afarta tallaabo ee habaynta ee muhiimka ah ee ku lug leh ururinta unugyada LLZO.Tallaabo kasta, waxay xisaabiyeen kharashka ku salaysan wax-soo-saar la malaynayo, tusaale ahaan saamiga wadarta unugyada ee si guul leh loo farsameeyay iyada oo aan guul-darraysnayn.Dhanka LLZO, wax-soo-saarku aad ayuu uga hooseeyaa naqshadaha kale ee ay barteen;Intaa waxaa dheer, sida wax-soo-saarku hoos u dhacay, qiimaha kiilowatt-saac (kWh) ee tamarta unugga ayaa si aad ah u kordhay.Tusaale ahaan, markii 5% unugyo dheeraad ah lagu daray tallaabadii ugu dambaysay ee kululaynta cathode, qiimuhu wuxuu kordhay ilaa $30/kWh - isbeddel la dayacay iyada oo la tixgelinayo in qiimaha bartilmaameedka guud ee la aqbali karo ee unugyada noocaas ahi yahay $100/kWh.Sida cad, dhibaatooyinka wax soo saarku waxay saameyn weyn ku yeelan karaan suurtagalnimada qaadashada baaxadda weyn ee naqshadeynta.
Waqtiga post: Seb-09-2022