Azalera bitarteko bateriak ibilgailu elektrikoa kargatzeko denbora minutu gutxi batzuk besterik ez ditu egin

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ซัพพลายเออร์สถานีพลังงานแบบพกพา

Konparatu superkondentsadoreak eta bateriak, gainazal-bitarteko baterian hiru elektrodo-lodiera desberdin dituena erakusten den moduan, biak potentzia-dentsitate handikoak eta energia-dentsitate handikoak. Iturria: Non dago American Chemistry Society, bateriaren teknologian aurrerapen bat bezalakoa da, baina ez da bateria. Nanotekinstruments, Inc.

eta bere filialak, Angstronmaterials, Inc. Ohton-ek, zehaztapen berriak garatu zituen, energia biltegiratzeko ekipamendua diseinatzeko erabiltzen dena, elektrodoan litio ioi kopuru handi baten garraio azkarraren arabera, elektrodo honek grafeno-azalera handia du. Energia biltegiratzeko gailu hau oso erabilgarria izan daiteke ibilgailu elektrikoentzat, eta horrek kargatzeko denbora murriztu dezake, orduetatik minutu bat baino gutxiagorekin laburtuta.

Beste aplikazio batzuk energia berriztagarriak biltegiratzea (adibidez, eguzki-energia eta eolikoa biltegiratzea) eta sare adimendunak izan daitezke. Ikertzaileek esan dutenez, gailu berri hau grafenoaren gainazaleko funtziorako litio-ioi trukerako bateria bat da, edo, besterik gabe, gainazal-bitarteko bateria (SMCS: Surface-Mediatedcells). Gaur egungo ekipoek ireki gabeko materialak eta egiturak erabiltzen dituzten arren, dagoeneko litio-ioizko bateriak eta superkondentsadoreak gainditu ditzakete.

Gailu berri honek bateria kilowatt bakoitzeko 100 kilowatt horni ditzake, litio-ioizko bateria komertzialek baino 100 aldiz handiagoa, superkondentsadorea baino 10 aldiz handiagoa. Zenbat eta potentzia-dentsitate handiagoa izan, orduan eta azkarragoa izango da energia transferitzeko abiadura (kargatzeko abiadura azkarragoa izan daiteke). Horrez gain, bateria berri honek 160 watt-eko energia-dentsitatea gorde dezake bateria kilo bakoitzeko, merkaturatzen den litio-ioizko bateriaren parekoa, superkondentsadore tradizionala baino 30 aldiz handiagoa.

Zenbat eta energia dentsitate handiagoa izan, orduan eta energia gehiago metatu daiteke, orduan eta energia gehiago metatzen da (ibilgailu elektrikoen kilometraje luzeagoarekin). Ekipamenduaren pisu bera baldin badago, egungo gainazaleko bateria eta litio-ioizko bateriak ibilgailu elektrikoetarako erabil daitezke, eta Nano Instrument eta Angerstron Materials Company Joint-en fundatzaileak Jiang Bauz (Borz.jang) Esaten da gure gainazal-bitarteko bateria egungo litio-ioi bateriaren antzekoa dela, energia-dentsitatea areagotu dezakeela, beraz, inerary ere hobetu dezake.

Hala ere, printzipioz, gainazaleko bateriak minutu gutxitan karga daitezke (ez da minutu bat baino gutxiagokoa izan), orduetan baino, ibilgailu elektrikoetan erabiltzen den litio-ioizko bateriaren antzera. Jiang Bauldz eta bere bazkide Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

eta Angersmia Material Company-k ikerketa hau argitaratu dute, hau da, hurrengo belaunaldiko energia biltegiratzeko ekipoen azterketa, azken "Nano Express "(Nanoletters) argitaratua. Bi enpresak nanomaterialen komertzializazioan espezializatuta daude, Angerstrong munduko nanogranito (NGPS: Nanographeneplatelets) fabrikatzaile handiena da. Ikertzaileek beren ikerketan azaltzen duten bezala, energia biltegiratzean, baterietan eta superkondentsadoreetan beren indarguneak eta ahuleziak daude.

Litio-ioizko baterien energia-dentsitatea (120-150 watt / kg) superkondentsadorea baino askoz handiagoa den arren (5 watt / kg), bateria honek potentzia dentsitate baxua du (1 kW / kg bateria), Konparatu 10 kW / kg bateria). Ikerketa talde askok ahaleginak egin dituzte litio-ioizko bateriaren potentzia-dentsitatea gehitzeko, superkondentsadorearen energia-dentsitatea hobetzeko, baina bi arlo hauek erronka handiak dituzte oraindik. Esparru berri bat hornitzen denez, energia biltegiratzeko gailuetarako erabil daiteke, beraz, gainazalean bitartekaritza den bateria honek ikertzaileei erronka horiek gainditzeko aukera ematen die.

Garatu energia biltegiratzeko gailu berri hau, litio ioizko bateriaren eta superkondentsadorearen errendimenduaren arteko aldea murriztuz, eta Jiang Bauz-ek esan zuen. Are garrantzitsuagoa dena, energia biltegiratzeko gailuak fabrikatzeko funtsean marko berri hau, ikertzaileei energia-dentsitate handia lortzeko aukera ematen die, baina baita potentzia-dentsitate handia ere, bata besteari uko egin gabe. Gainazalaren bidezko bateria-elektrodoak azalera handia du, ioi-kopuru handiak azkar kargatzeko denbora emanez.

Iturria: American Chemistry-ren gainazalaren bidezko bateriaren errendimenduaren gakoa katodoak eta anodoak grafenoaren azalera oso handia dute. Bateriak fabrikatzean, ikertzaileek litio metalikoa (partikula edo paper metaliko moduan) jartzen dute anodoan. Lehen deskarga-zikloan, litioa ionizatu egiten da, litio ioi kopurua litio ioi baterian baino gehiago ekarri du.

Bateria erabiltzen denean, ioi hauek elektrolito likidoaren bidez katodora migratzen dira, katodoaren poroetara katodoko grafeno azalera handi batera iristeko. Kargatze prozesuan, litio ioi-fluxu kopuru handi bat azkar migratzen da katodotik anodora. Elektrodoen azalera oso handia, ioi kopuru handi batek azkar ibil daitezen, potentzia handia eta energia dentsitatea.

Ikertzaileek azaldu dutenez, elektrodo porotsuaren gainazalek (bloke-elektrodoan baino, bateriaren baterian bezala) ez dute denbora behar duen txertatze-prozesua kontsumitzen. Prozesu horretan, elektrodoen artean litio ioiak sartu behar dira, eta horrek bateria kargatzeko denbora garrantzitsua da. Ikerketa honetan, ikertzaileek grafito mota asko erabili zituzten arren, grafeno mota desberdinak prestatu ziren (geruza bakarreko grafeno oxidatua, murriztua eta geruza anitzeko grafenoa), baina material eta konfigurazio horiek gehiago aztertu ziren gailu hau optimizatzeko.

Alde batetik, ikertzaileek bateria honen ziklo-bizitza gehiago aztertzeko asmoa dute. Orain arte, gailu hauek 1000 zikloren ondoren % 95eko ahalmena mantendu dezaketela aurkitzen dute, 2000 zikloren ondoren ere, oraindik ez dago dendritaren zantzurik. Ikertzaileek ekipoen errendimenduarekiko litio biltegiratze mekanismo desberdinak eztabaidatzeko asmoa dute.

Azalera bitarteko bateria teknologiaren merkaturatzeak oztopo handirik izango ez duela uste dugu, eta Jiang Bauz-ek esan zuen. Gaur egungo grafenoa prezio altuan saltzen den arren, Angerstron Materials Company grafenoaren ekoizpen indarra aktiboki zabaltzen ari da. Datozen 1-3 urteetan grafitoaren ekoizpen kostua nabarmen murriztuko dela espero da.