Твердотільні батареї .. Довгоочікувана технологія, яка може змінити світ

Уявіть, що існує технологія, яку ми відкрили століття тому, і мільярди доларів вкладаються в дослідження, щоб скористатися нею, але не ... Ми рухаємось лише на кілька кроків у напрямку контролю. Саме акумулятори, джентльмени, можуть змінити спосіб використання різних пристроїв - від електричних інструментів, іграшок та ноутбуків до медичних пристроїв та космічних кораблів. Але ця ситуація може змінитися в найближчі роки, і нещодавні дослідження можна вважати довгоочікуваною революційною технологією, і коли вона пошириться, світ може змінитися на краще і, що важливіше, він відучить нас від викопного палива, яке знищило наш світ.

акумулятор

Батареї - це пристрої, здатні накопичувати хімічну енергію і перетворювати її в електричну через розряд, і вона складається з чотирьох основних частин: катода, з'єднаного з позитивною клемою, анода, з'єднаного з негативною клемою, і речовини, що містить вільні іони які утворюють середовище, яке проводить електрику (електроліт), і сепаратор або ізолятор.

Катод і анод є електродами, і для виникнення електричного струму електрони повинні рухатися від одного електрода до іншого, в цьому випадку електрони передаються від негативного електрода до позитивного електрода, тому роль два електрода повинні виробляти електричний струм, дозволяючи електроліт Пропускаючи позитивні іони між електродами і врівноважуючи потік електронів, сепаратор утримує електроди подалі і запобігає будь-якому електричному контакту або проблемам, які можуть виникнути в ланцюзі.

твердотільний акумулятор

Існує одна важлива відмінність між рідкісними акумуляторами, такими як літієві батареї, які ми в даний час використовуємо в більшості наших пристроїв, і твердотільні батареї, які в даний час інтенсивно розробляються, - це (речовина, що містить вільні іони і є електропровідниковою де рідкі електроліти містять рідкий електроліт і дозволяють деяким сполукам у рідкому електроліті вирощувати кристали, відомі як дендрити, а перезаряд може призвести до накопичення кристалів на аноді, а потім до контакту з катодом, що, як наслідок, призводить до небезпечних вибухів, на відміну від твердих державні батареї, які ми використовуємо в даний час, до складу яких входить твердий електроліт, який запобігає зростанню цих шкідливих дендритів, оскільки тверда батарея має вищу щільність енергії, меншу небезпеку пожежі та вибуху, займає менше місця і здатна працювати при різних температурах без будь-яких проблем.

Розвиток технології надійних акумуляторів

Більшість автомобільних компаній прагнуть перейти на електромобілі, і вони є найбільшим вигодонабувачем розвитку технології твердих акумуляторів. Акумулятор вважається слабким місцем електричних автомобілів, оскільки робить його робочий діапазон коротким порівняно з традиційними автомобілями, який має діапазон це в рази більше, ніж можуть досягти електромобілі. 250 миль (300 - 402 км) із повним зарядом, і потрібно від 483 до 17 годин, щоб повністю зарядити автомобіль, залежно від того, чи заряджається машина на станції, чи використовує розетка в однак, як очікується, популярність електромобілів буде продовжувати зростати, щоб врешті-решт домінувати. У автомобільному секторі, але щоб домінувати на ринку, електромобілі повинні розширити свій пробіг щонайменше до 450 миль (724 км) і залишатися доступними для споживач.

Ось чому Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota і навіть засновник Microsoft Білл Гейтс вклав мільярди доларів у дослідження для розробки міцних акумуляторів, а компанія, яка підтримується Біллом Гейтсом, відома як QuantumScape, виробляє тверді батареї з керамічними шарами, здатними працювати на різних температури, тоді як Toyota має намір випустити обмежену кількість автомобілів із твердотільними акумуляторами до 2025 року.

Твердотільні батареї розміром із зерно рису

Крім того, лауреат Нобелівської премії фізик і винахідник літієвої батареї та пам'яті, що використовуються в комп'ютерах, "Джон ГуденугПатент на тверду склокерамічну батарею, яка є стабільною, негорючою, забезпечує швидшу зарядку і може зберігати втричі більше енергії, ніж відома літій-іонна батарея. Це було досягнуто додаванням натрію або літію для утворення електрода в батареї і найголовніше, що він доступний і може тривати більше. Він має 2000 циклів зарядки та розрядки і працює в діапазоні температур від -4 ° C до 140 ° C.

Samsung працює на твердих батареях

 Якщо ми подивимось на події, які Досягнуто Samsung У галузі твердотільних акумуляторів ми вважаємо, що вони здатні розробити акумулятор, який можна заряджати і розряджати більше 1000 разів з пробігом у 500 км (805 км) за заряд, з тривалістю життя 500000 миль, весь час можливість ефективно працювати в екстремальних температурах.

Нарешті, великі компанії співпрацюють у галузі досліджень та розробок, щоб твердотільний акумулятор був у нас у межах досяжності, і ми можемо побачити його через кілька років, але коли він з’явиться, це революціонує все, бо це не тільки надійний в електромобілях, але буде у всьому, починаючи від медичних пристроїв, смартфонів і навіть космічних кораблів.

Джерело:

середа