მყარი მდგომარეობის აკუმულატორები არის ტიპის აკუმულატორები, რომლებიც იყენებენ მყარ ელექტროდებსა და ელექტროლიტებს, ტრადიციულ ლითიუმ-იონურ აკუმულატორებში გამოყენებული თხევადი ან პოლიმერული გელის ელექტროლიტებისგან განსხვავებით. მათ აქვთ უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, უფრო სწრაფი დატენვის დრო და გაუმჯობესებული უსაფრთხოება ტრადიციულ აკუმულატორებთან შედარებით.
მყარი მდგომარეობის ბატარეები ლითიუმს იყენებენ?
დიახ, ამჟამად შემუშავების პროცესში მყოფი მყარი მდგომარეობის ბატარეების უმეტესობა ლითიუმს ძირითად ელემენტად იყენებს.
რა თქმა უნდა, მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებისთვის ელექტროლიტად შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა მასალა, მათ შორის ლითიუმი. თუმცა, მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებისთვის ელექტროლიტად ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა მასალები, როგორიცაა ნატრიუმი, გოგირდი ან კერამიკა.
ზოგადად, ელექტროლიტის მასალის არჩევანი დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორზე, როგორიცაა მუშაობა, უსაფრთხოება, ღირებულება და ხელმისაწვდომობა. მყარი მდგომარეობის ლითიუმის აკუმულატორები ახალი თაობის ენერგიის შენახვის პერსპექტიული ტექნოლოგიაა მათი მაღალი ენერგიის სიმკვრივის, ხანგრძლივი ციკლის ხანგრძლივობისა და გაუმჯობესებული უსაფრთხოების გამო.
როგორ მუშაობს მყარი მდგომარეობის ბატარეები?
მყარი მდგომარეობის აკუმულატორები იონების გადასაცემად თხევადი ელექტროლიტის ნაცვლად მყარ ელექტროლიტს იყენებენ აკუმულატორის ელექტროდებს (ანოდი და კათოდი) შორის. ელექტროლიტი, როგორც წესი, დამზადებულია კერამიკის, მინის ან პოლიმერული მასალისგან, რომელიც ქიმიურად სტაბილური და ელექტროგამტარია.
როდესაც მყარი მდგომარეობის აკუმულატორი იტენება, ელექტრონები კათოდიდან გამოდის და მყარი ელექტროლიტის გავლით ანოდში გადადის, რაც დენის ნაკადს ქმნის. როდესაც აკუმულატორი დაიცლება, დენის ნაკადი შებრუნებულია და ელექტრონები ანოდიდან კათოდში მოძრაობენ.
მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებს ტრადიციულ აკუმულატორებთან შედარებით რამდენიმე უპირატესობა აქვთ. ისინი უფრო უსაფრთხოა, რადგან მყარი ელექტროლიტი ნაკლებად არის მიდრეკილი გაჟონვის ან აფეთქებისკენ, ვიდრე თხევადი ელექტროლიტები. მათ ასევე აქვთ უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ მეტი ენერგიის შენახვა უფრო მცირე მოცულობაში.
თუმცა, მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებთან დაკავშირებით ჯერ კიდევ არსებობს გარკვეული გამოწვევები, რომლებიც უნდა გადაიჭრას, მათ შორის წარმოების მაღალი ხარჯები და შეზღუდული სიმძლავრე. მიმდინარეობს კვლევები უკეთესი მყარი ელექტროლიტური მასალების შემუშავებისა და მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების მუშაობისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის გასაუმჯობესებლად.
რამდენი მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების კომპანიაა ამჟამად ბაზარზე?
ამჟამად არსებობს რამდენიმე კომპანია, რომლებიც მყარი მდგომარეობის ბატარეებს ავითარებენ:
1. კვანტური პეიზაჟი:სტარტაპი, რომელიც 2010 წელს დაარსდა და რომელმაც Volkswagen-ისა და ბილ გეითსის ინვესტიციები მიიზიდა. ისინი აცხადებენ, რომ შეიმუშავეს მყარი მდგომარეობის აკუმულატორი, რომელსაც ელექტრომობილის დიაპაზონის 80%-ზე მეტით გაზრდა შეუძლია.
2. ტოიოტა:იაპონური ავტომწარმოებელი მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებზე რამდენიმე წელია მუშაობს და მათი წარმოება 2020-იანი წლების დასაწყისისთვის ისახავს მიზნად.
3. ფისკერი:ფუფუნების ელექტრომობილების სტარტაპი, რომელიც UCLA-ს მკვლევარებთან თანამშრომლობს მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების შესაქმნელად, რომლებიც, მათი თქმით, მკვეთრად გაზრდის მათი მანქანების მოქმედების დიაპაზონს.
4. BMW:გერმანული ავტომწარმოებელი ასევე მუშაობს მყარი სხეულის აკუმულატორებზე და მათ შესაქმნელად კოლორადოში დაფუძნებულ სტარტაპ Solid Power-თან თანამშრომლობს.
5. სამსუნგი:კორეული ელექტრონიკის გიგანტი სმარტფონებსა და სხვა ელექტრონულ მოწყობილობებში გამოსაყენებლად მყარი მდგომარეობის ბატარეებს ავითარებს.
მომავალში მზის ენერგიის შესანახად მყარი მდგომარეობის ბატარეები იქნება გამოყენებული?
მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებს აქვთ პოტენციალი, რევოლუცია მოახდინონ ენერგიის შენახვაში მზის ენერგიის გამოყენებისთვის. ტრადიციულ ლითიუმ-იონურ აკუმულატორებთან შედარებით, მყარი მდგომარეობის აკუმულატორები გვთავაზობენ უფრო მაღალ ენერგიის სიმკვრივეს, უფრო სწრაფ დატენვის დროს და გაზრდილ უსაფრთხოებას. მათი გამოყენება მზის ენერგიის შენახვის სისტემებში შეიძლება გააუმჯობესოს საერთო ეფექტურობა, შეამციროს ხარჯები და განახლებადი ენერგია უფრო ხელმისაწვდომი გახადოს. მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების ტექნოლოგიაში კვლევა და განვითარება მიმდინარეობს და შესაძლებელია, რომ ეს აკუმულატორები მომავალში მზის ენერგიის შენახვის მთავარ გადაწყვეტად იქცეს. თუმცა, ახლა მყარი მდგომარეობის აკუმულატორები სპეციალურად ელექტრომობილების გამოყენებისთვის არის შექმნილი.
Toyota მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებს Prime Planet Energy & Solutions Inc.-ის მეშვეობით ავითარებს, რომელიც Panasonic-თან ერთობლივი საწარმოა და რომელმაც ოპერირება 2020 წლის აპრილში დაიწყო და დაახლოებით 5,100 თანამშრომელი ჰყავს, მათ შორის 2,400 ჩინურ შვილობილ კომპანიაში, თუმცა ამჟამად წარმოება საკმაოდ შეზღუდულია და იმედოვნებს, რომ 2025 წლისთვის, როდესაც შესაფერისი დრო დადგება, წილი კიდევ უფრო გაიზრდება.
როდის იქნება მყარი მდგომარეობის ბატარეები ხელმისაწვდომი?
ჩვენ არ გვაქვს წვდომა მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების ხელმისაწვდომობასთან დაკავშირებულ უახლეს ამბებსა და განახლებებზე. თუმცა, რამდენიმე კომპანია მუშაობს მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების შემუშავებაზე და ზოგიერთმა გამოაცხადა, რომ გეგმავს მათ გამოშვებას 2025 წლისთვის ან უფრო გვიან. თუმცა, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების ხელმისაწვდომობის ვადები შეიძლება განსხვავდებოდეს სხვადასხვა ფაქტორების მიხედვით, როგორიცაა ტექნოლოგიური გამოწვევები და მარეგულირებელი ორგანოების დამტკიცება.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 3 ივნისი