Telefonlar, elektrikli arabalar, uzay istasyonları - tüm bu cihazların yüksek kaliteli, güçlü ve
Geleceğin pili nasıl çalışacak?
Darren Hahn liderliğindeki uluslararası bir bilim insanı ekibi ve LG mühendislerinin katkılarıyla, saf silikon anotlu yüksek performanslı bir katı hal pili geliştirdi.Özelliklerinde üstün olduğu için geleceğin pili olarak adlandırılmıştırTüm analoglar.
Böyle bir pil oluşturmak için yazarlarelektrikli arabalar için pil üretimine yönelik iki yaklaşımı birleştirdi, bu nedenle pilin bir katı hal elektroliti ve bir silikon anodu var. Ortaya çıkan pil, uluslararası bir ekip tarafından test edildi ve güvenli olduğu onaylandı.
Sadece elektrikli otomobillerde değil, elektrik şebekelerinde de kullanılabilir.
Bilim adamları neden sürekli yeni pil türleri geliştiriyor? Bugün kullandıklarımızın nesi var?
Çoğu zaman, lityum iyon piller kullanırız, her yerde bulunabilirler: telefonlarda, dizüstü bilgisayarlarda, kameralarda.Bu tür piller ideal olmaktan uzaktır: enerjiyi uzun süre ve büyük miktarlarda depolayabilirler, ancak çabuk yıpranırlar ve ayrıca kullanım sırasında sıcaklık talep ederler ve dayanamazlar.İkincisi, örneğin elektrikli otomobillerde çalışmayı etkiler.
Sorun, kristal yapınınlityum iyon piller her şarj-deşarj döngüsünde değiştirilir. Bu, başlangıçta gerekli performansı sağlayan atomların dizilişinin farklılaştığı anlamına gelir.
Aküde de korozyon meydana gelir.Her elektrot, genellikle anot için bakır ve katot için alüminyum gibi bir metal olan bir akım toplayıcıya bağlanır. Bu bağlantı elemanı bozulmaya ve çökmeye başlarsa, akım toplayıcının yüzeyi de deforme olur. Bu nedenle, metal korozyona uğrarsa elektronları verimli bir şekilde hareket ettiremez.
Modern pillerle ilgili bir başka sorun da yapıldıkları malzemedir.En çok kobalt kullanır - dünyadaki kobalt arzının% 60'ı giderKongo'dan, bu nedenle pazarın bağımlılığı son derece yüksektir ve ithalatla ilgili sorunlar nedeniyleKüresel üretim zarar görüyor.
Lityum iyon piller iyi performans göstermiyorsa, en yeni silikon anot piller bunların yerini alacak mı?
Evet, ama bu o kadar basit değil.Herhangi bir teknolojinin dezavantajları vardır. Bugün, örneğin Tesla'da silikon anot piller kullanılmaktadır. Elon Musk'a göre elektrikli araba akülerindeki silikon, menzili %6 artırmaya yardımcı oluyor. Ayrıca, bu tür pillerin nispeten daha yüksek bir özgül kapasitesi vardır - yaklaşık 3.600 mA * h / g'dir.
Ancak sorunlar da var: örneğin, bu tür bir anot kararsız, bu yüzdenSıvı bir elektrolit ile temas ederse, silikon enerji depolamak için kötü bir iş çıkarır.Bu durumda, elektrik motoru gücünü kaybeder.Yüzdesi küçükse, büyüme de olacaktır.performans minimum düzeyde kalır.
Gelecekte cihazlarımızda başka hangi piller görünebilir?
- Lityum karbon pil
Mahle'den mühendisler ile birliktepil üreticisi Allotrope Energy, süper kapasitörlere dayalı yeni bir lityum-karbon pil mimarisi yarattı. Yeni pil, bir katot ile birleştirilmiş yüksek hızlı bir anottan yapılmıştır. Her iki parça da organik bir elektrolit ile ayrılır. Süper kapasitörleri hızlı bir şekilde şarj edebilir ve yüksek yoğunlukta enerji depolayabilir. Geliştiriciler, bir elektrikli moped'i 90 saniyede şarj etmeyi başardılar.
- Şekerli Lityum Kükürt Pil
Başka bir bilimsel çalışmanın yazarları lityum-kükürt yarattıpil ve daha kararlı hale getirmek için kullanılmış şeker. Bazı şeker bazlı maddeler jeolojik çökeltilerde bozulmayı önleyebilir ve ayrıca sülfitler arasında güçlü bağları koruyabilir. Sonuç olarak, şekerli pil yaklaşık 700 mAh/g kapasite gösterdi ve 1.000 döngünün üzerinde çalıştı.
- Alkali Metal Klor Pil
Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılarbir alkali metal klor pili geliştirdi: sodyum klorürün (Na / Cl2) veya lityum klorürün (Li / Cl2) klora ters kimyasal dönüşümüne dayanır. Ortaya çıkan hücre, oldukça yüksek bir deşarj kapasitesi gösterdi - 2 800 mA * h / g katot. Ancak ilk kullanım döngüsünden sonra kapasite yarıya indi. Buna rağmen, pil iyi performans gösterdi.
Geleceğin pilleri, yaygın ve kolay geri dönüştürülebilir malzemelerden yapılacak ve aynı zamandaEnerjiyi yüksek yoğunlukta ve neredeyse hiç korozyon olmadan depolayın.Şimdiye kadar, mühendisler ve fizikçiler pil için mükemmel formülü oluşturamadılar, ancak verimli enerji depolama ihtiyacı devam ediyorbüyümek, bu yüzden bu yönde daha birçok sıra dışı çözüm göreceğiz.
Daha fazla oku
Hawking haklıydı ama bazen yanılıyordu: bilim insanının en cüretkar fikirleri
Grip İlaçları Virüse Yardımcı Olabilir
Bir Çin hipersonik füzesi tüm dünyanın yörüngesinde döndü. Bu nasıl mümkün olabilir ve onun hakkında ne bilinir?