Kelgusi chorshanba, 24-noyabr kuni “Kelajak sari haydash”ning so‘nggi davra suhbati Kanada akkumulyatorlari ishlab chiqarishning kelajagi qanday bo‘lishi mumkinligini muhokama qiladi.Siz optimist bo'lasizmi - 2035 yilga kelib barcha avtomobillar elektr bo'lishiga ishonasizmi yoki biz bu ulkan maqsadga erisha olmaymiz deb o'ylaysizmi, akkumulyatorli avtomobillar kelajagimizning muhim qismidir.Agar Kanada ushbu elektr inqilobining bir qismi bo'lishni istasa, biz kelajakda avtomobil energiya tizimlarining etakchi ishlab chiqaruvchisi bo'lish yo'lini topishimiz kerak.Kelajak qanday ko'rinishini ko'rish uchun Kanadada biz uchun chorshanba kuni Sharqiy vaqt bilan soat 11:00 da batareya ishlab chiqarish bo'yicha so'nggi davra suhbatini tomosha qiling.
Qattiq holatdagi batareyalar haqida unutmang.Xuddi shu narsa kremniy anodlari haqidagi barcha shov-shuvlarga ham tegishli.Hatto uyda quvvatlanmaydigan alyuminiy havo batareyasi ham elektr transport vositalari dunyosini larzaga keltira olmaydi.
Strukturaviy batareya nima?Xo'sh, bu yaxshi savol.Yaxshiyamki, men muhandislik tajribasiga ega emasman deb da'vo qilishni xohlamaydigan men uchun javob oddiy.Hozirgi elektromobillar avtomobilga o'rnatilgan batareyalardan quvvat oladi.Oh, biz ularning sifatini yashirishning yangi usulini topdik, ya'ni barcha bu litiy-ion batareyalarni shassi tagiga o'rnatish va endi EV dizayni bilan sinonim bo'lgan "skeytbord" platformasini yaratish.Lekin ular hali ham mashinadan alohida.Agar xohlasangiz, qo'shimcha.
Strukturaviy batareyalar butun shassini akkumulyator hujayralaridan yasash orqali ushbu paradigmani buzadi.Tushdagidek tuyuladigan kelajakda nafaqat yuk ko'taruvchi pol, balki batareyalar emas, balki tananing ba'zi qismlari - A ustunlari, tomlari va hatto tadqiqot muassasasi ko'rsatganidek, bu mumkin. havo filtri bosimli xona - nafaqat batareyalar bilan jihozlangan, balki aslida batareyalardan tashkil topgan.Buyuk Marshall Maklyuhan ta'biri bilan aytganda, avtomobil - bu akkumulyator.
Xo'sh, zamonaviy lityum-ion batareyalar yuqori texnologiyali ko'rinishga ega bo'lsa-da, ular og'ir.Lityum ionining energiya zichligi benzinga qaraganda ancha past, shuning uchun fotoalbom yonilg'i transport vositalari bilan bir xil diapazonga erishish uchun zamonaviy EV'lardagi batareyalar juda katta.Juda katta.
Eng muhimi, ular og'ir.Masalan, "keng yuk" da og'ir.Hozirgi vaqtda batareyaning energiya zichligini hisoblash uchun ishlatiladigan asosiy formula shundan iboratki, har bir kilogramm lityum ioni taxminan 250 vatt-soat elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin.Yoki qisqartma dunyosida muhandislar 250 Wh / kg ni afzal ko'rishadi.
Bir oz hisob-kitob qiling, 100 kVt-soat batareya Model S akkumulyatoriga ulangan Tesla-ga o'xshaydi, ya'ni qaerga borsangiz ham, taxminan 400 kg batareyani sudrab ketasiz.Bu eng yaxshi va samarali dastur.Biz oddiy odamlar uchun 100 kVt-soat batareyaning og'irligi taxminan 1000 funtni tashkil etishini taxmin qilish aniqroq bo'lishi mumkin.Masalan, yarim tonna.
Endi 213 kVt / soatgacha bort quvvatiga ega bo'lgan yangi Hummer SUT kabi narsalarni tasavvur qiling.General samaradorlik bo'yicha ba'zi yutuqlarni topsa ham, yuqori Hummer hali ham bir tonna batareyani tortib oladi.Ha, u uzoqroq yuradi, lekin bu barcha qo'shimcha afzalliklar tufayli diapazonning o'sishi batareyaning ikki baravar ko'payishiga mos kelmaydi.Albatta, uning yuk mashinasi mos keladigan kuchliroq, ya'ni kamroq samarali dvigatelga ega bo'lishi kerak.Engilroq, qisqaroq diapazonli alternativlarning ishlashi.Har bir avtomobil muhandisi (tezlik yoki yoqilg'i tejamkorligi uchun) sizga aytadiki, vazn dushmandir.
Bu erda strukturaviy akkumulyator keladi. Mavjud tuzilmalarga qo'shish o'rniga batareyalardan avtomobillar qurish orqali qo'shilgan og'irlikning katta qismi yo'qoladi.Ma'lum darajada, ya'ni barcha strukturaviy narsalar akkumulyatorlarga aylantirilganda, avtomobilning sayohat oralig'ini oshirish deyarli vazn yo'qotishiga olib kelmaydi.
Siz kutganingizdek - men bilamanki, siz u erda "Qanday ajoyib g'oya!" - deb o'ylaysiz - bu aqlli yechimga to'siqlar bor.Birinchisi, har qanday asosiy batareya uchun nafaqat anod va katod sifatida, balki etarlicha kuchli va juda engil bo'lgan materiallardan batareyalar yasash qobiliyatini o'zlashtirishdir!-Ikki tonnalik avtomobil va uning yo'lovchilarini qo'llab-quvvatlaydigan tuzilma va u xavfsiz bo'lishiga umid qiladi.
Ajablanarli emaski, hozirgi kunga qadar Chalmers Texnologiya Universiteti tomonidan ishlab chiqarilgan va Shvetsiyaning ikkita eng mashhur muhandislik universiteti KTH Qirollik Texnologiya Instituti tomonidan investitsiya qilingan eng kuchli tizimli batareyaning ikkita asosiy komponenti - uglerod tolasi va alyuminiy.Asosan, uglerod tolasi salbiy elektrod sifatida ishlatiladi;musbat elektrod lityum temir fosfat bilan qoplangan alyuminiy folga ishlatadi.Uglerod tolasi ham elektronlarni o'tkazganligi sababli, og'ir kumush va misga ehtiyoj qolmaydi.Katod va anod shisha tolali matritsa bilan alohida saqlanadi, u ham elektrolitni o'z ichiga oladi, shuning uchun u nafaqat elektrodlar o'rtasida lityum ionlarini tashiydi, balki ikkalasi o'rtasida strukturaviy yukni ham taqsimlaydi.Har bir bunday akkumulyator batareyasining nominal kuchlanishi 2,8 voltni tashkil qiladi va barcha joriy elektr avtomobil akkumulyatorlari kabi, u kundalik elektr transport vositalari uchun odatiy bo'lgan 400V yoki hatto 800V ishlab chiqarish uchun birlashtirilishi mumkin.
Garchi bu aniq sakrash bo'lsa-da, hatto bu yuqori texnologiyali hujayralar ham asosiy vaqtga umuman tayyor emas.Ularning energiya zichligi kilogramm uchun atigi 25 vatt-soatni tashkil qiladi va ularning strukturaviy qattiqligi 25 gigapaskal (GPa), bu ramka shisha tolasidan biroz kuchliroqdir.Biroq, Shvetsiya Milliy kosmik agentligi tomonidan moliyalashtirilgan holda, so'nggi versiya endi alyuminiy folga elektrodlari o'rniga ko'proq uglerod tolasidan foydalanadi, tadqiqotchilar esa qattiqlik va energiya zichligiga ega.Darhaqiqat, ushbu eng yangi uglerod/uglerodli batareyalar har bir kilogramm uchun 75 vatt-soatgacha elektr energiyasi ishlab chiqarishi kutilmoqda va Young moduli 75 GPa.Ushbu energiya zichligi hali ham an'anaviy lityum-ion batareyalardan orqada qolishi mumkin, ammo uning strukturaviy qattiqligi alyuminiydan yaxshiroq.Boshqacha qilib aytganda, ushbu akkumulyatorlardan tayyorlangan elektr transport vositasi shassisining diagonali akkumulyatori strukturaviy jihatdan alyuminiydan tayyorlangan akkumulyator kabi kuchli bo'lishi mumkin, ammo og'irligi sezilarli darajada kamayadi.
Ushbu yuqori texnologiyali batareyalardan birinchi foydalanish deyarli ma'lum maishiy elektronikadir.Chalmers professori Leif Asp shunday dedi: "Bir necha yil ichida smartfon, noutbuk yoki elektr velosiped yasash butunlay mumkin bo'lib, bugungi kunning og'irligi atigi yarmini tashkil etadi va ixchamroqdir".Biroq, loyiha uchun mas'ul shaxs ta'kidlaganidek, "Biz bu erda faqat bizning tasavvurimiz bilan cheklanganmiz."
Batareya nafaqat zamonaviy elektr transport vositalarining asosi, balki uning eng zaif bo'g'ini hamdir.Hatto eng optimistik prognoz ham hozirgi energiya zichligini faqat ikki baravar ko'rishi mumkin.Agar biz hammamiz va'da qilgan aql bovar qilmaydigan masofani qo'lga kiritishni istasak nima bo'ladi - va kimdir har hafta har bir zaryad uchun 1000 kilometrni va'da qilsa?— Avtomobillarga akkumulyator qo‘shishdan ko‘ra yaxshiroq ish qilishimiz kerak: akkumulyatorlardan mashina yasashimiz kerak bo‘ladi.
Mutaxassislarning taʼkidlashicha, baʼzi shikastlangan yoʻnalishlarni, jumladan, Koquihalla trassasini vaqtinchalik taʼmirlash bir necha oy davom etadi.
Postmedia faol, ammo shaxsiy munozara forumini saqlashga intiladi va barcha o'quvchilarni maqolalarimiz bo'yicha o'z fikrlarini baham ko'rishga undaydi.Sharhlar veb-saytda paydo bo'lishi uchun bir soatgacha vaqt ketishi mumkin.Fikrlaringizni tegishli va hurmat bilan saqlashingizni so'raymiz.Biz e-pochta bildirishnomalarini yoqib qo‘ydik – agar siz sharhga javob olsangiz, siz kuzatgan sharhlar to‘plami yangilansa yoki foydalanuvchi sharhini kuzatsangiz, endi sizga elektron pochta xabari keladi.Batafsil maʼlumot va elektron pochta sozlamalarini qanday oʻzgartirish haqida batafsil maʼlumot olish uchun Hamjamiyat yoʻriqnomamizga tashrif buyuring.