Mga baterya na solidong estado .. Isang pinakahihintay na teknolohiya na maaaring magbago sa mundo

Isipin na may isang teknolohiya na natuklasan natin siglo na ang nakararaan at bilyun-bilyong dolyar ang ibinuhos sa pananaliksik upang masulit ito ngunit hindi… Gumagalaw lang kami ng ilang mga hakbang patungo sa pagkontrol nito. Ang mga baterya, ginoo, na maaaring baguhin ang paraan ng paggamit ng iba't ibang mga aparato, mula sa mga kagamitang de-kuryente, mga laruan, at laptop, hanggang sa mga aparatong medikal at spacecraft. Ngunit ang sitwasyong ito ay maaaring magbago sa mga darating na taon, at ang kamakailang pagsasaliksik ay maaaring maituring na isang pinakahihintay na rebolusyonaryong teknolohiya, at kapag kumalat ito, maaaring magbago ang mundo para sa mas mabuti at higit na mahalaga, uubusin tayo nito mula sa mga fossil fuel na sumira sa ating mundo

ang baterya

Ang mga baterya ay mga aparato na may kakayahang itago ang enerhiya ng kemikal at i-convert ito sa elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng isang paglabas, at binubuo ito ng apat na pangunahing mga bahagi: ang katod, na konektado sa positibong terminal, ang anode, na konektado sa negatibong terminal, isang sangkap na naglalaman ng mga libreng ions na bumuo ng isang daluyan na nagsasagawa ng kuryente (electrolyte), at ang separator o insulator.

Ang katod at ang anod ay ang mga electrode, at upang maganap ang isang kasalukuyang kuryente, ang mga electron ay dapat lumipat mula sa isang elektrod patungo sa isa pa, sa kasong ito, ang mga electron ay ipinapasa mula sa negatibong elektrod patungo sa positibong elektrod, kaya't ang papel na ang dalawang electrodes ay upang makabuo ng kasalukuyang kuryente, pinapayagan electrolyte Sa pamamagitan ng pagdaloy ng mga positibong ions sa pagitan ng mga electrode at pagbabalanse ng daloy ng mga electron, pinipigilan ng separator ang mga electrode at pinipigilan ang anumang contact sa kuryente o mga problemang maaaring mangyari sa circuit.

baterya ng solidong estado

Mayroong isang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga baterya ng likidong estado tulad ng mga baterya ng lithium na kasalukuyang ginagamit namin sa karamihan ng aming mga aparato at mga solidong estado na baterya na kasalukuyang masidhing binuo, na kung saan ay (ang sangkap na naglalaman ng mga libreng ions at bumubuo ng isang electrically conduct daluyan) kung saan ang mga likidong baterya ay naglalaman ng isang likidong electrolyte, at pinapayagan ang ilang mga compound sa likidong electrolyte na lumalagong mga kristal na kilala bilang dendrites, at ang labis na pag-charge ay maaaring humantong sa mga kristal na naipon sa anode at pagkatapos ay makontak ang katod, na kung saan ay humantong sa mapanganib na pagsabog, hindi katulad ng solid -Mga baterya ng estado na kasalukuyang ginagamit namin, na nagsasama ng isang solidong uri na electrolyte, na pumipigil sa paglaki ng Mga nakakapinsalang dendrite dahil ang solidong baterya ay may mas mataas na density ng enerhiya, mas mababang mga panganib sa sunog at pagsabog, tumatagal ng mas kaunting espasyo at nagagawa upang gumana sa iba't ibang temperatura nang walang anumang problema.

Solidong pag-unlad ng teknolohiya ng baterya

Karamihan sa mga kumpanya ng kotse ay naghahangad na lumipat sa mga de-koryenteng kotse, at sila ang pinakamalaking benepisyaryo ng pagpapaunlad ng solidong teknolohiya ng baterya. Ang baterya ay itinuturing na mahinang punto ng mga de-kuryenteng kotse dahil ginagawang maikli ang saklaw ng pagpapatakbo nito kumpara sa tradisyunal na mga kotse, na mayroong saklaw iyan ay maraming beses kung ano ang maaaring maabot ng mga de-kuryenteng kotse, at ang average na saklaw ng isang de-kuryenteng kotse mula 250 hanggang 300 milya (402 hanggang 483 km) sa isang buong singil at tumatagal ng 17 hanggang 450 oras upang ganap na singilin ang isang sasakyan depende sa kung ang sasakyan Sinisingil sa isang istasyon o gumagamit ng outlet sa bahay, gayunpaman, ang katanyagan ng mga de-koryenteng sasakyan ay inaasahang patuloy na lalago upang mangibabaw sa paglaon. Sa sektor ng automotive ngunit upang mangibabaw ang merkado, ang mga de-kuryenteng kotse ay kailangang pahabain ang kanilang saklaw ng hindi bababa sa 724 milya (XNUMX km) at mananatiling abot-kayang sa mamimili.

Iyon ang dahilan kung bakit ang Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota at maging ang tagapagtatag ng Microsoft na si Bill Gates ay namuhunan ng bilyun-bilyong dolyar sa pagsasaliksik upang makabuo ng solidong baterya, at ang kumpanya na sinusuportahan ng Bill Gates na kilala bilang QuantumScape ay gumagawa ng mga solidong baterya na may mga ceramic layer na may kakayahang mag-operate sa iba't ibang temperatura, habang nilalayon ng Toyota na ilunsad ang Limitadong bilang ng mga kotse na may mga solidong estado na baterya hanggang 2025.

Ang mga baterya ng solidong estado ay ang laki ng isang butil ng bigas

Bilang karagdagan, ang nagwaging Nobel Prize na pisisista at imbentor ng baterya ng lithium at memorya na ginamit sa mga computer, "John GoodenoughAng isang patent para sa isang solidong glass-ceramic na baterya na matatag, hindi nasusunog, ay nagbibigay ng mas mabilis na singilin at maaaring mag-imbak ng tatlong beses na mas maraming enerhiya kaysa sa kilalang baterya ng lithium-ion. Nakamit ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sodium o lithium upang mabuo ang isang elektrod sa baterya at pinakamahalaga, ito ay abot-kayang at maaaring tumagal ng higit pa Ito ay mayroong 2000 singil at paglabas ng mga cycle at nagpapatakbo sa isang saklaw ng temperatura sa pagitan ng -4 ° F at 140 ° F (-20 ° C at 60 ° C).

Gumagana ang Samsung sa mga solidong baterya

 Kung titingnan natin ang mga pagpapaunlad na Nakamit ng Samsung Sa larangan ng mga solidong estado na baterya, naniniwala kami na makakagawa sila ng isang baterya na maaaring singilin at mapalabas nang higit sa 1000 beses na may saklaw na 500 milya (805 km) bawat singil, na may habang-buhay na 500000 milya, habang habang maipapatakbo nang mahusay sa matinding temperatura.

Sa wakas, ang mga pangunahing kumpanya ay nakikipagtulungan sa larangan ng pagsasaliksik at pagpapaunlad upang ang baterya ng solidong estado ay maabot natin, at maaari natin itong makita sa maraming taon mula ngayon ngunit kapag lumitaw ito, ibabago nito ang lahat sapagkat hindi lamang ito maaasahan sa mga de-kuryenteng kotse, ngunit magiging sa lahat ng bagay simula sa mga aparatong medikal, smartphone, at kahit spacecraft.

Pinagmulan:

medium