Жақсырақ EV батареялары: жылдамырақ зарядталатын және қызып кетпейтін жаңа буын батареялары

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Қараша 30, 2021

Литий-иондық аккумуляторлардың құны айтарлықтай төмендеп, өнімділігі жақсара отырып, энергияны сақтау ландшафты күрт өзгерді. Сонымен қатар, графен негізіндегі батареялардағы серпіліс жоғары тиімділікті, жылдам зарядтауды және сақтау сыйымдылығын арттырады. Бұл жетістіктер таза көлікке, таза энергетика секторында жұмыс орындарын құруға, қуаттандыру инфрақұрылымына мемлекеттік инвестицияларға және жаңартылатын энергияны сақтаудағы инновацияларға әкелуі мүмкін.

EV батареяларының контексті жақсырақ

Our World in Data зерттеу ұйымының мәліметі бойынша 1991 жылы қуаты 1 киловатт-сағ (кВт/сағ) литий-ионды аккумулятордың бағасы таңқаларлық $7,500 АҚШ долларын құрады. Мұны перспективаға келтіру үшін, егер осы уақыт ішінде танымал электромобиль үлгісі болып табылатын Nissan Leaf болса, оның аккумуляторының құны 300,000 XNUMX АҚШ долларын құрайтын еді. Бұл жоғары баға электрлік көліктерді (EV) және энергияны тиімді сақтауға негізделген басқа технологияларды кеңінен енгізуге айтарлықтай кедергі болды.

Дегенмен, сақтау сыйымдылығының, аккумулятордың құрамдас бөліктерінің және өндіріс әдістерінің жылдам жетістіктеріне байланысты энергияны сақтау ландшафты жылдар бойы күрт өзгертілді. 2018 жылға қарай бірдей сыйымдылығы бар литий-ионды аккумулятордың құны 97 пайызға төмендеп, бар болғаны 181 долларды құрады. Бұл құнның күрт төмендеуі электромобильдер мен жаңартылатын энергия жүйелері сияқты осы батареяларға сүйенетін технологияларды тұтынушылар мен бизнестің кең ауқымы үшін қаржылық жағынан қолжетімді етті.

Құнды айтарлықтай төмендетуден басқа, литий-иондық батареялардың өнімділігі де айтарлықтай жақсарды. 1991 жылы бір литр аккумулятор тек 200 ватт-сағат (Вт/сағ) энергияны сақтай алды. Дегенмен, 2016 жылға қарай аккумулятордың бірдей көлемі 700 Вт/сағ сақтай алады, бұл сыйымдылықтан үш есе көп. Энергия тығыздығының бұл жақсаруы электрлік көліктерден бастап портативті электроникаға дейінгі әртүрлі технологияларда ықшам және тиімді дизайнға мүмкіндік берді, бұл технологиялардың қабылдануы мен әсерін одан әрі ынталандырды.

Деструктивті әсер

Графенді, көміртегі негізіндегі материалды пайдаланатын аккумуляторлық технологиядағы серпіліс әртүрлі фронттарға ұзақ мерзімді әсер ету мүмкіндігіне ие. Литий-ионмен салыстырғанда жоғары тиімділігі мен тұрақтылығынан басқа, бұл жаңа прототип зарядтау жылдамдығын 70 есе жылдам дәстүрлі литий-иондық үлгілерге қарағанда көрсететін сынақтармен керемет зарядтау мүмкіндіктерін көрсетеді. Оның үстіне, оның сақтау сыйымдылығы үш есе үлкен, бұл ұзартылған пайдалану уақытын қамтамасыз етеді және жиі қайта зарядтау қажеттілігін азайтады.

Бұл графен негізіндегі батареяның маңызды артықшылығы - оның қызып кету қаупін болдырмайтын амперлік шектеусіз жұмыс істеу мүмкіндігі. Бұл салқындату механизмінің қажеттілігін жояды, ол әдетте батареяның ішінде айтарлықтай орын алады. Бұл әзірлеме диапазондағы алаңдаушылық пен зарядтау инфрақұрылымына қатысты маңызды мәселелерді шешеді.

Бұл серпіліс Австралиядағы UniQuest және Graphene Manufacturing Group (GMG) сияқты компаниялардың назарын аударды, олар технологияны кеңейту және графен-алюминий батареяларын нарыққа шығару жолдарын белсенді түрде зерттеп жатыр. Бұл кеңістікке өсіп келе жатқан қызығушылық пен инвестициялар жеңіл және тиімді ғана емес, сонымен бірге экологиялық таза және қайта өңдеуге болатын батареяларды өндіруге баса назар аударады. Компаниялар графен негізіндегі аккумуляторларды жетілдіруді және оңтайландыруды жалғастыра отырып, оларды пайдалану EV-дан тыс, портативті электроника, аэроғарыш өнеркәсібі және жаңартылатын энергияны сақтау сияқты әртүрлі салаларға таралуы мүмкін.

Жақсырақ EV батареяларының салдары

Жақсырақ EV батареяларының кеңірек салдары мыналарды қамтуы мүмкін:

• Бірнеше минут ішінде ауыстыруға немесе зарядтауға болатын кішігірім EV батареялары, сонымен қатар EV зарядтау станцияларының өсуіне ықпал етеді.
• Полигондардағы батареялар азырақ, өйткені EV батареялары ұзаққа созылады және оңай қайта өңделеді.
• Бұл көліктерге қажетті аккумуляторлардың саны мен өлшемі кішірейген сайын электромобильдер бағасының төмендеуін жалғастыруда, сонымен бірге 2021 жылғы батарея технологиясымен бірдей қуат сақтау және қуат өнімділігін көрсетеді.
• Таза көлік нұсқаларына, ауаның ластануын азайтуға және халықтың денсаулығын жақсартуға айтарлықтай әлеуметтік өзгеріс.
• Таза энергетика секторында өндірісте, ғылыми зерттеулерде және әзірлемелерде жаңа жұмыс орындарын құру, электр машиналарына сұраныстың артуы.
• Үкіметтер инфрақұрылымды зарядтауға және электрлі көліктерге көшуді жеделдету, қазба отындарына тәуелділікті азайту және энергетикалық тәуелсіздікті ілгерілету үшін ынталандыруларды қамтамасыз етуге инвестиция салуда.
• Көлік кептелісі мен шудың ластануын азайтып, тұрғындардың өмір сүру сапасын жақсартады.
• Күн және жел сияқты үзіліссіз энергия көздерін электр желісіне біріктіруге мүмкіндік беретін жаңартылатын энергияны сақтаудағы инновациялар тұрақты және тұрақты энергия жүйесін дамытуға мүмкіндік береді.
• Автокөлік өндірісіндегі дәстүрлі жұмыс орындарының әлеуетті төмендеуі және EV индустриясында білікті жұмысшыларға сұраныстың артуы.

Қарастырылатын сұрақтар

• Жақсырақ батареялар көлік жүргізу тәжірибеңізді тағы қалай жақсарта алады?
• Сіз графен-алюминий батареяларына қарағанда әлеуеті жоғары болуы мүмкін басқа жаңа буын батарея технологиялары бар ма?