Viimastel aastatel on liitium-ioonakud kujunenud elutähtsaks tehnoloogiaks taastuvate energiaallikate ja elektrisõidukite (EVS) üleminekul. Üha suurenev nõudlus tõhusamate ja taskukohasemate akude järele on ergutanud olulisi arenguid valdkonnas. Sel aastal ennustavad eksperdid mitmeid läbimurdeid, mis võivad revolutsiooniliselt liitium-ioonpatareide võimalusi muuta.
Üks tähelepanuväärne edasiminek silma peal hoidmiseks on tahkispatareide arendamine. Erinevalt traditsioonilistest liitium-ioonakudest, mis kasutavad vedelaid elektrolüüte, kasutavad tahkispatareisid elektrolüütidena tahkeid materjale või keraamikat. See uuendus ei suurenda mitte ainult energiatihedust, laiendades potentsiaalselt EV -de valikut, vaid vähendab ka laadimisaega ja parandab ohutust, minimeerides tuleohu. Silmapaistvad ettevõtted, nagu QuantumScape, keskenduvad tahkis liitiummetalli akudele, mille eesmärk on integreerida need sõidukitesse juba 2025. aastal [1].
Kuigi tahkis-patareid omavad suured lubadused, uurivad teadlased ka alternatiivseid keemilisi, et käsitleda muret peamiste akumaterjalide, näiteks koobalti ja liitiumi kättesaadavuse osas. Odavamate ja jätkusuutlikumate võimaluste otsimine suurendab jätkuvalt innovatsiooni. Lisaks töötavad akadeemilised institutsioonid ja ettevõtted kogu maailmas usinalt aku jõudluse suurendamiseks, võimsuse suurendamiseks, laadimiskiiruse kiirendamiseks ja tootmiskulude vähendamiseks [1].
Liitium-ioonpatareide optimeerimiseks ulatuvad jõupingutused kaugemale elektrisõidukitest. Need akud leiavad rakendusi võrgutaseme elektrienergia ladustamisel, võimaldades paremini integreerida vahelduvaid taastuvenergiaallikaid, näiteks päikese- ja tuuleenergia. Liitium-ioon patareide abil võrede hoidmiseks on taastuvenergia süsteemide stabiilsus ja usaldusväärsus märkimisväärselt paranenud [1].
Lawrence Berkeley riikliku labori teadlased on hiljutises läbimurnis välja töötanud juhtiva polümeerkatte, mida tuntakse HOS-PFM-na. See kate võimaldab elektrisõidukite jaoks pikemaajalisemaid, võimsamaid liitium-ioonakusid. HOS-PFM viib samaaegselt läbi nii elektrone kui ioone, suurendades aku stabiilsust, laadimis-/tühjenemiskiirust ja üldist eluea. See toimib ka liimina, laiendades potentsiaalselt liitium-ioonakude keskmist eluea 10–15 aastani. Lisaks on kate näidanud erakordset jõudlust, kui seda rakendatakse räni- ja alumiiniumielektroodidele, leevendades nende lagunemist ja säilitades aku kõrge mahutavuse mitmel tsüklil. Need leiud lubavad liitium-ioonakude energiatihedust märkimisväärselt suurendada, muutes need taskukohasemaks ja elektrisõidukitele kättesaadavaks [3].
Kuna maailm püüab vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja üleminekut jätkusuutlikule tulevikule, mängivad liitium-ioon akutehnoloogia edusammud pöördelist rolli. Pidevad teadus- ja arendustegevused viivad tööstuse edasi, viies meid tõhusamatele, taskukohasematele ja keskkonnasõbralikele akulahendustele. Tahkispatareide, alternatiivsete keemiliste ja kattekatete, näiteks HOS-PFM läbimurdetega, muutub elektrisõidukite laialdase kasutuselevõtu ja võretaseme energiasalvestuse laialdase kasutuselevõtu potentsiaal üha enam teostatavamaks.
Postiaeg: 25. juuli2023
