Duniya tana buƙatar ƙarin iko, zai fi dacewa a cikin nau'i mai tsabta da sabuntawa.Dabarun adana makamashin mu a halin yanzu ana siffanta su ta batirin lithium-ion - a ƙarshen irin wannan fasaha - amma menene zamu iya sa zuciya a cikin shekaru masu zuwa?
Bari mu fara da wasu tushen baturi.Baturi fakiti ne na sel guda ɗaya ko fiye, kowannensu yana da ingantacciyar lantarki (cathode), gurɓataccen lantarki (anode), mai rarrabawa da kuma electrolyte.Yin amfani da sinadarai da kayan aiki daban-daban don waɗannan suna shafar kaddarorin baturin - yawan kuzarin da zai iya adanawa da fitarwa, yawan ƙarfin da zai iya bayarwa ko adadin lokutan da za a iya fitarwa da sake caji (wanda ake kira ƙarfin keke).
Kamfanonin batir suna ta gwaji akai-akai don nemo sinadarai masu rahusa, masu yawa, masu sauƙi da ƙarfi.Mun yi magana da Patrick Bernard - Daraktan Bincike na Saft, wanda ya bayyana sabbin fasahohin batir guda uku tare da yuwuwar canzawa.
SABON GENERATION BATTERY LITHIUM-ION
Menene?
A cikin batirin lithium-ion (li-ion), ajiyar makamashi da fitarwa ana samar da su ta hanyar motsi na ions lithium daga tabbatacce zuwa mummunan lantarki baya da gaba ta hanyar lantarki.A cikin wannan fasaha, ingantacciyar wutar lantarki tana aiki azaman tushen lithium na farko da mara kyau na lantarki azaman mai masaukin lithium.An tattara da yawa sunadarai a ƙarƙashin sunan batirin li-ion, sakamakon zaɓin shekarun da suka gabata da haɓakawa kusa da kamalar kayan aiki masu inganci da mara kyau.Lithated karfe oxides ko phosphates sune mafi yawan kayan da ake amfani da su azaman kayan inganci na yanzu.Graphite, amma kuma graphite/silicon ko lithated titanium oxides ana amfani dashi azaman abubuwa mara kyau.
Tare da ainihin kayan aiki da ƙirar tantanin halitta, ana sa ran fasahar li-ion za ta kai iyakar makamashi a cikin shekaru masu zuwa.Koyaya, binciken kwanan nan na sabbin iyalai na kayan aiki masu ɓarna yakamata ya buɗe iyakokin yanzu.Wadannan sababbin mahadi na iya adana ƙarin lithium a cikin ingantattun na'urori masu kyau da mara kyau kuma zasu ba da izini a karon farko don haɗa ƙarfi da ƙarfi.Bugu da ƙari, tare da waɗannan sababbin mahadi, ana la'akari da ƙarancin da mahimmancin albarkatun ƙasa.
Menene amfanin sa?
A yau, a cikin dukkanin fasahar ajiya na zamani, fasahar batirin li-ion ta ba da damar mafi girman matakin ƙarfin kuzari.Ayyuka kamar caji mai sauri ko taga mai aiki da zafin jiki (-50°C har zuwa 125°C) ana iya daidaita su ta hanyar babban zaɓi na ƙirar tantanin halitta da sinadarai.Bugu da ƙari, baturan li-ion suna nuna ƙarin fa'idodi kamar ƙarancin fitar da kai da tsayin rayuwa da wasan motsa jiki, yawanci dubunnan zagayowar caji/cajin.
Yaushe za mu iya tsammani?
Ana sa ran za a tura sabbin batura na ci-gaba na li-ion kafin ƙarni na farko na batura masu ƙarfi.Za su dace don amfani a aikace-aikace kamar Tsarin Ajiye Makamashi donsabuntawada sufuri (marine, layin dogo,jirgin samada kuma kashe motsi) inda babban makamashi, babban iko da aminci ya zama tilas.
BATIRI NA LITHIUM-SULFUR
Menene?
A cikin batirin li-ion, ana adana ions lithium a cikin kayan aiki masu aiki a matsayin tsayayyen tsarin runduna yayin caji da fitarwa.A cikin baturan lithium-sulfur (Li-S), babu tsarin runduna.Yayin da ake fitarwa, ana cinye lithium anode kuma sulfur ya canza zuwa nau'in mahadi iri-iri;yayin caji, tsarin baya yana faruwa.
Menene amfanin sa?
Batirin Li-S yana amfani da kayan aiki masu haske sosai: sulfur a cikin ingantacciyar lantarki da lithium na ƙarfe azaman lantarki mara kyau.Wannan shine dalilin da ya sa yawan kuzarinsa na ka'idar ya yi girma sosai: sau huɗu ya fi na lithium-ion girma.Hakan ya sa ya dace da masana'antun jiragen sama da na sararin samaniya.
Saft ya zaɓi kuma ya fifita mafi kyawun fasahar Li-S dangane da ingantacciyar wutar lantarki.Wannan hanyar fasaha tana kawo yawan kuzarin kuzari sosai, tsawon rai kuma yana shawo kan babban lahani na tushen ruwa Li-S (iyakantaccen rayuwa, babban zubar da kai,…).
Bugu da ƙari, wannan fasaha ƙari ce ga ƙaƙƙarfan lithium-ion na jihar godiya ga mafi girman ƙarfin ƙarfin ƙarfinsa (+ 30% a kan gungumen azaba a cikin Wh/kg).
Yaushe za mu iya tsammani?
An riga an shawo kan manyan shingen fasaha kuma matakin balaga yana ci gaba da sauri zuwa cikakken sikelin samfura.
Don aikace-aikacen da ke buƙatar tsawon rayuwar baturi, ana tsammanin wannan fasaha za ta isa kasuwa bayan ingantaccen yanayin lithium-ion.
BATIRI NA JIHAR KARFI
Menene?
Batura masu ƙarfi suna wakiltar canjin yanayi ta fuskar fasaha.A cikin batirin li-ion na zamani, ions suna motsawa daga wannan na'ura zuwa wani ta hanyar ruwan lantarki (wanda ake kira ionic conductivity).A cikin batura masu ƙarfi duka, ana maye gurbin ruwan electrolyte da ƙaƙƙarfan fili wanda duk da haka yana ba da damar ions lithium suyi ƙaura a cikinsa.Wannan ra'ayi ya yi nisa da sabo, amma a cikin shekaru 10 da suka gabata - godiya ga bincike mai zurfi a duniya - an gano sabbin iyalai na ƙwararrun masu amfani da wutar lantarki tare da haɓakar haɓakar ionic sosai, kama da na'urar lantarki, wanda ke ba da damar shawo kan wannan shingen fasaha na musamman.
A yau,SaftƘoƙarin bincike da haɓaka suna mai da hankali kan nau'ikan nau'ikan kayan abu guda 2: polymers da mahaɗan inorganic, suna nufin haɗin gwiwar kaddarorin sinadarai na physico-sunadarai kamar aiwatarwa, kwanciyar hankali, haɓakawa…
Menene amfanin sa?
Babban fa'ida ta farko shine ingantaccen ingantaccen aminci a matakan tantanin halitta da baturi: ƙwararrun electrolytes ba sa ƙonewa lokacin zafi, sabanin takwarorinsu na ruwa.Na biyu, yana ba da damar yin amfani da sabbin abubuwa masu ƙarfi masu ƙarfin ƙarfin lantarki, yana ba da damar ɗimbin yawa, batura masu sauƙi tare da mafi kyawun rayuwa sakamakon rage fitar da kai.Bugu da ƙari, a matakin tsarin, zai kawo ƙarin fa'idodi kamar ƙayyadaddun injiniyoyi da kuma kula da zafi da aminci.
Kamar yadda batura za su iya nuna babban iko-zuwa nauyi rabo, ƙila su dace don amfani a cikin motocin lantarki.
Yaushe za mu iya tsammani?
Yawancin nau'ikan batura masu ƙarfi na jihohi suna iya zuwa kasuwa yayin da ake ci gaba da ci gaban fasaha.Na farko zai zama batura masu ƙarfi tare da anodes na tushen graphite, yana kawo ingantaccen aikin kuzari da aminci.A cikin lokaci, fasahar baturi mai ƙarfi ta amfani da ƙarfe lithium anode yakamata ya zama na kasuwanci.
Lokacin aikawa: Agusta-03-2022