ბოლო წლებში ლითიუმ-იონური ბატარეები წარმოიშვა, როგორც სასიცოცხლო ტექნოლოგია განახლებადი ენერგიის წყაროებზე და ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებზე გადასვლაში. უფრო ეფექტურ და ხელმისაწვდომ ბატარეებზე მუდმივად მზარდმა მოთხოვნამ გამოიწვია მნიშვნელოვანი განვითარება სფეროში. წელს ექსპერტები პროგნოზირებენ რამდენიმე მიღწევას, რამაც შესაძლოა რევოლუცია მოახდინოს ლითიუმ-იონური ბატარეების შესაძლებლობებში.
ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი წინსვლა, რომელსაც თვალი უნდა ვადევნოთ, არის მყარი მდგომარეობის ბატარეების განვითარება. ტრადიციული ლითიუმ-იონური ბატარეებისგან განსხვავებით, რომლებიც იყენებენ თხევად ელექტროლიტებს, მყარი მდგომარეობის ბატარეები ელექტროლიტებად იყენებენ მყარ მასალებს ან კერამიკას. ეს ინოვაცია არა მხოლოდ ზრდის ენერგიის სიმკვრივეს, პოტენციურად აფართოებს ელექტრომობილების დიაპაზონს, არამედ ამცირებს დატენვის დროს და აუმჯობესებს უსაფრთხოებას ხანძრის რისკის მინიმუმამდე შემცირებით. ცნობილი კომპანიები, როგორიცაა Quantumscape, ფოკუსირებულია მყარი მდგომარეობის ლითიუმ-ლითონის ბატარეებზე, მიზნად ისახავს მათ მანქანებში ინტეგრირებას უკვე 2025 წელს[1].
მიუხედავად იმისა, რომ მყარი მდგომარეობის ბატარეები დიდ დაპირებას იძლევიან, მკვლევარები ასევე იკვლევენ ალტერნატიულ ქიმიას, რათა გადაწყვიტონ შეშფოთება ძირითადი ბატარეის მასალების ხელმისაწვდომობასთან დაკავშირებით, როგორიცაა კობალტი და ლითიუმი. უფრო იაფი, უფრო მდგრადი ვარიანტების ძიება აგრძელებს ინოვაციებს. გარდა ამისა, აკადემიური ინსტიტუტები და კომპანიები მთელ მსოფლიოში გულმოდგინედ მუშაობენ ბატარეის მუშაობის გასაუმჯობესებლად, სიმძლავრის გაზრდის, დატენვის სიჩქარის დაჩქარებისა და წარმოების ხარჯების შესამცირებლად[1].
ლითიუმ-იონური ბატარეების ოპტიმიზაციის მცდელობები ელექტრო მანქანების მიღმა ვრცელდება. ეს ბატარეები პოულობენ აპლიკაციებს ქსელის დონის ელექტროენერგიის შესანახად, რაც საშუალებას იძლევა უკეთესად ინტეგრირდეს წყვეტილი განახლებადი ენერგიის წყაროები, როგორიცაა მზის და ქარის ენერგია. ქსელის შესანახად ლითიუმ-იონური ბატარეების გამოყენებით, განახლებადი ენერგიის სისტემების სტაბილურობა და საიმედოობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია[1].
ბოლო გარღვევის შედეგად, ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის მეცნიერებმა შეიმუშავეს გამტარ პოლიმერული საფარი, რომელიც ცნობილია როგორც HOS-PFM. ეს საფარი იძლევა უფრო ხანგრძლივ, უფრო მძლავრ ლითიუმ-იონურ ბატარეებს ელექტრო მანქანებისთვის. HOS-PFM ერთდროულად ატარებს ელექტრონებსაც და იონებსაც, რაც აძლიერებს ბატარეის სტაბილურობას, დატენვის/დამუხტვის სიჩქარეს და მთლიან სიცოცხლის ხანგრძლივობას. ის ასევე ემსახურება როგორც წებოვანი, რომელიც პოტენციურად ახანგრძლივებს ლითიუმ-იონური ბატარეების საშუალო ხანგრძლივობას 10-დან 15 წლამდე. გარდა ამისა, საფარმა აჩვენა განსაკუთრებული ეფექტურობა სილიციუმის და ალუმინის ელექტროდებზე გამოყენებისას, რაც ამცირებს მათ დეგრადაციას და ინარჩუნებს ბატარეის მაღალ ტევადობას მრავალჯერადი ციკლის განმავლობაში. ეს აღმოჩენები გვპირდება მნიშვნელოვნად გაზრდის ლითიუმ-იონური ბატარეების ენერგიის სიმკვრივეს, რაც მათ უფრო ხელმისაწვდომს და ხელმისაწვდომს გახდის ელექტრო მანქანებისთვის[3].
როდესაც მსოფლიო ცდილობს შეამციროს სათბურის გაზების ემისიები და გადავიდეს მდგრად მომავალზე, ლითიუმ-იონური ბატარეების ტექნოლოგიაში მიღწევები გადამწყვეტ როლს თამაშობს. მიმდინარე კვლევებისა და განვითარების მცდელობები წინ უძღვის ინდუსტრიას, გვაახლოებს უფრო ეფექტურ, ხელმისაწვდომ და ეკოლოგიურად სუფთა ბატარეის გადაწყვეტილებებს. მყარი მდგომარეობის ბატარეების, ალტერნატიული ქიმიისა და საიზოლაციო მასალების მიღწევებით, როგორიცაა HOS-PFM, ელექტრო მანქანების ფართო გამოყენების პოტენციალი და ენერგიის ქსელის დონეზე დაზოგვა სულ უფრო ხელმისაწვდომი ხდება.
გამოქვეყნების დრო: ივლის-25-2023
