Pin thể rắn .. Một công nghệ được chờ đợi từ lâu có thể thay đổi thế giới

Hãy tưởng tượng rằng có một công nghệ mà chúng ta đã khám phá ra từ nhiều thế kỷ trước và hàng tỷ đô la được đổ vào nghiên cứu để tận dụng nó nhưng không… Chúng tôi chỉ di chuyển một vài bước theo hướng kiểm soát nó. Đó là pin, các quý ông, có thể thay đổi cách chúng ta sử dụng các thiết bị khác nhau, từ dụng cụ điện, đồ chơi, máy tính xách tay đến các thiết bị y tế và tàu vũ trụ. Nhưng tình hình này có thể thay đổi trong những năm tới và nghiên cứu gần đây có thể được coi là một công nghệ mang tính cách mạng được chờ đợi từ lâu, và khi nó lan rộng, thế giới có thể thay đổi theo hướng tốt hơn và quan trọng hơn, nó sẽ loại bỏ chúng ta khỏi các nhiên liệu hóa thạch đã phá hủy thế giới.

cục pin

Pin là thiết bị có khả năng lưu trữ năng lượng hóa học và chuyển hóa nó thành năng lượng điện thông qua phóng điện và nó bao gồm bốn phần chính: cực âm, nối với cực dương, cực dương, nối với cực âm, một chất chứa các ion tự do. tạo thành môi trường dẫn điện (chất điện phân), và chất ngăn cách hoặc chất cách điện.

Cực âm và cực dương là điện cực, để có dòng điện xảy ra thì các êlectron phải chuyển từ điện cực này sang điện cực khác, trong trường hợp này, êlectron được chuyển từ điện cực âm sang điện cực dương. Vai trò của hai điện cực, sau đó, là để tạo ra dòng điện, cho phép chất điện giải Bằng cách di chuyển các ion dương giữa các điện cực và cân bằng dòng chảy của các electron, bộ phân tách giữ cho các điện cực cách xa và ngăn chặn bất kỳ sự tiếp xúc điện hoặc sự cố nào có thể xảy ra trong mạch.

pin trạng thái rắn

Có một điểm khác biệt quan trọng giữa pin trạng thái lỏng, chẳng hạn như pin lithium mà chúng ta hiện đang sử dụng trong hầu hết các thiết bị của mình và pin trạng thái rắn hiện đang được phát triển mạnh mẽ, đó là (chất có chứa các ion tự do và tạo thành chất dẫn điện trung bình) trong đó pin lỏng chứa chất điện phân lỏng và cho phép Một số hợp chất trong chất điện phân lỏng phát triển các tinh thể được gọi là đuôi gai và việc sạc quá mức có thể dẫn đến các tinh thể tích tụ trên cực dương và sau đó tiếp xúc với cực âm, do đó dẫn đến các vụ nổ nguy hiểm, không giống như chất rắn pin trạng thái mà chúng tôi hiện đang sử dụng, bao gồm chất điện phân loại rắn, ngăn chặn sự phát triển của các sợi đuôi gai có hại này vì pin rắn có mật độ năng lượng cao hơn, nguy cơ cháy nổ thấp hơn, chiếm ít không gian hơn và có thể hoạt động ở các nhiệt độ khác nhau mà không có bất kỳ vấn đề.

Phát triển công nghệ pin rắn

Hầu hết các công ty ô tô đều tìm cách chuyển sang ô tô điện và họ là những người hưởng lợi lớn nhất từ ​​sự phát triển của công nghệ pin thể rắn. Ắc quy được coi là điểm yếu của ô tô điện vì nó khiến phạm vi hoạt động của nó ngắn so với ô tô truyền thống vốn có phạm vi that is many times what electric cars can reach, and the average range of an electric car is from 250 to 300 miles (402 to 483 km) on a full charge and it takes 17 to 450 hours to fully charge a vehicle depending on whether the xe đang được sạc tại trạm hoặc sử dụng ổ cắm ở nhà, tuy nhiên, mức độ phổ biến của xe điện dự kiến ​​sẽ tiếp tục phát triển để cuối cùng chiếm ưu thế. Đối với lĩnh vực ô tô, nhưng để chiếm lĩnh thị trường, ô tô điện cần phải mở rộng phạm vi hoạt động của mình đến mức least 724 miles (XNUMX km) and remain affordable for the consumer.

Đó là lý do tại sao Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota và thậm chí cả người sáng lập Microsoft Bill Gates đã đầu tư hàng tỷ đô la vào nghiên cứu để phát triển pin rắn, và công ty được Bill Gates hậu thuẫn được gọi là QuantumScape sản xuất pin rắn với các lớp gốm có khả năng hoạt động ở các nhiệt độ, trong khi Toyota dự định tung ra số lượng có hạn các xe được trang bị pin thể rắn vào năm 2025.

Pin trạng thái rắn có kích thước bằng hạt gạo

Ngoài ra, nhà vật lý đoạt giải Nobel và nhà phát minh ra bộ nhớ và pin lithium được sử dụng trong máy tính, “John GoodenoughBằng sáng chế cho pin gốm thủy tinh rắn, ổn định, không cháy, cung cấp khả năng sạc nhanh hơn và có thể lưu trữ năng lượng gấp ba lần so với pin lithium-ion đã biết. Điều này đạt được bằng cách thêm natri hoặc lithium để tạo thành điện cực trong pin và quan trọng nhất, nó có giá cả phải chăng và có thể kéo dài hơn. Nó có 2000 chu kỳ sạc và xả và hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -4 ° F đến 140 ° F (-20 ° C và 60 ° C).

Samsung hoạt động trên pin rắn

 Nếu chúng ta nhìn vào những phát triển mà Đạt được bởi Samsung In the field of solid-state batteries, we believe they are able to develop a battery that can be charged and discharged more than 1000 times with a range of 500 miles (805 km) per charge, with a lifespan of 500000 miles, all while có thể hoạt động hiệu quả trong nhiệt độ khắc nghiệt.

Cuối cùng, các công ty lớn đang hợp tác trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển để pin trạng thái rắn nằm trong tầm tay của chúng tôi, và chúng ta có thể thấy nó vài năm nữa nhưng khi nó xuất hiện, nó sẽ tạo ra sự bùng nổ về mọi thứ vì nó không chỉ đáng tin cậy trong ô tô điện, nhưng sẽ có trong mọi thứ, bắt đầu từ thiết bị y tế, điện thoại thông minh và thậm chí cả tàu vũ trụ.

Nguồn:

trung bình