Батареяҳои сахт-ҳолат як навъи батарея мебошанд, ки бар хилофи электролитҳои моеъ ё гелии полимерӣ, ки дар батареяҳои анъанавии литий-ион истифода мешаванд, аз электродҳо ва электролитҳои сахт истифода мебаранд. Онҳо дар муқоиса бо батареяҳои анъанавӣ зичии энергияи баландтар, вақти тезтари пуркунӣ ва бехатарии беҳтар доранд.
Оё батареяҳои сахти ҳолат аз литий истифода мебаранд?
Бале, ҳоло аксари батареяҳои сахти ҳолати мавҷуда, ки айни замон дар ҳоли таҳия ҳастанд, литийро ҳамчун унсури асосӣ истифода мебаранд.
Албатта, батареяҳои сахт метавонанд ҳамчун электролит аз маводҳои гуногун, аз ҷумла литий, истифода баранд. Аммо, батареяҳои сахт инчунин метавонанд аз маводҳои дигар, ба монанди натрий, сулфур ё керамика ҳамчун электролит истифода баранд.
Умуман, интихоби маводи электролит аз омилҳои гуногун, аз қабили самаранокӣ, бехатарӣ, арзиш ва мавҷудият вобаста аст. Батареяҳои литийи сахти ҳолатӣ бо сабаби зичии баланди энергия, мӯҳлати тӯлонии фаъолият ва бехатарии беҳтаршуда, як технологияи умедбахш барои нигоҳдории энергияи насли оянда мебошанд.
Батареяҳои сахти ҳолат чӣ гуна кор мекунанд?
Батареяҳои сахт-ҳолат барои интиқоли ионҳо байни электродҳо (анод ва катод)-и батарея ба ҷои электролити моеъ аз электролити сахт истифода мебаранд. Электролит одатан аз маводи сафолӣ, шишагӣ ё полимерӣ сохта мешавад, ки аз ҷиҳати кимиёвӣ устувор ва ноқил аст.
Вақте ки батареяи сахт-ҳолат пур карда мешавад, электронҳо аз катод кашида мешаванд ва тавассути электролити сахт ба анод интиқол дода мешаванд, ки ҷараёни ҷараёнро ба вуҷуд меорад. Вақте ки батарея холӣ мешавад, ҷараёни ҷараён баръакс мешавад ва электронҳо аз анод ба катод ҳаракат мекунанд.
Батареяҳои сахт нисбат ба батареяҳои анъанавӣ якчанд бартариҳо доранд. Онҳо бехатартаранд, зеро электролити сахт нисбат ба электролитҳои моеъ камтар ба ихроҷ ё таркиш дучор мешавад. Онҳо инчунин зичии энергияи баландтар доранд, яъне онҳо метавонанд энергияи бештарро дар ҳаҷми камтар нигоҳ доранд.
Бо вуҷуди ин, бо истифода аз батареяҳои сахтҳол, то ҳол баъзе мушкилоте мавҷуданд, ки бояд ҳал карда шаванд, аз ҷумла хароҷоти баланди истеҳсолӣ ва иқтидори маҳдуд. Таҳқиқот барои таҳияи маводҳои беҳтари электролитҳои сахт ва беҳтар кардани самаранокӣ ва мӯҳлати истифодаи батареяҳои сахтҳол идома дорад.
Айни замон чанд ширкат дар бозор батареяҳои сахти ҳолатиро истеҳсол мекунанд?
Дар айни замон якчанд ширкатҳо мавҷуданд, ки батареяҳои сахти ҳолатиро таҳия мекунанд:
1. Манзараи квантӣ:Ширкати стартап, ки соли 2010 таъсис ёфтааст ва сармоягузориҳои Volkswagen ва Билл Гейтсро ҷалб кардааст. Онҳо иддао доранд, ки батареяи сахти ҳолатиро таҳия кардаанд, ки метавонад масофаи ҳаракати мошинҳои барқиро беш аз 80% зиёд кунад.
2. Тойота:Ширкати автомобилсозии Ҷопон чанд сол боз бо батареяҳои сахти ҳолати корӣ машғул аст ва ҳадаф дорад, ки онҳоро то аввали соли 2020 ба истеҳсол дарорад.
3. Фискер:Як стартапи истеҳсоли мошинҳои барқии боҳашамат, ки бо муҳаққиқони UCLA барои таҳияи батареяҳои сахтҳол, ки ба гуфтаи онҳо, доираи истифодаи мошинҳои онҳоро ба таври назаррас афзоиш медиҳад, шарикӣ мекунад.
4. BMW:Ин истеҳсолкунандаи автомобили олмонӣ инчунин дар болои батареяҳои сахти ҳолат кор мекунад ва бо Solid Power, як стартапи воқеъ дар Колорадо, барои таҳияи онҳо шарик шудааст.
5. Samsung:Ширкати бузурги электроникаи Корея батареяҳои сахтро барои истифода дар смартфонҳо ва дигар дастгоҳҳои электронӣ таҳия мекунад.
Оё дар оянда батареяҳои сахти ҳолати офтобӣ барои нигоҳдории энергия истифода мешаванд?
Батареяҳои сахти ҳолати табиӣ метавонанд барои истифодаи офтобӣ инқилоб кунанд. Дар муқоиса бо батареяҳои анъанавии литий-ион, батареяҳои сахти ҳолати табиӣ зичии баланди энергия, вақти тезтари пуркунӣ ва бехатарии бештарро пешниҳод мекунанд. Истифодаи онҳо дар системаҳои нигоҳдории офтобӣ метавонад самаранокии умумиро беҳтар кунад, хароҷотро кам кунад ва энергияи барқароршавандаро дастрастар гардонад. Таҳқиқот ва рушд дар соҳаи технологияи батареяҳои сахти ҳолати табиӣ идома дорад ва имкон дорад, ки ин батареяҳо дар оянда ба як роҳи ҳалли асосӣ барои нигоҳдории энергияи офтобӣ табдил ёбанд. Аммо ҳоло, батареяҳои сахти ҳолати табиӣ махсус барои истифодаи мошинҳои барқӣ тарҳрезӣ шудаанд.
Ширкати Toyota ин батареяҳои сахтро тавассути Prime Planet Energy & Solutions Inc., як корхонаи муштарак бо Panasonic, ки фаъолияташро дар моҳи апрели соли 2020 оғоз кард ва тақрибан 5100 корманд дорад, аз ҷумла 2400 нафар дар як филиали чинӣ, аммо ҳоло ҳам бо истеҳсоли хеле маҳдуд ва умедвор аст, ки то соли 2025, вақте ки вақти муносиб фаро мерасад, саҳмияҳои бештар ба даст оранд.
Батареяҳои сахт кай дастрас хоҳанд шуд?
Мо ба хабарҳо ва навсозиҳои охирин дар бораи дастрасии батареяҳои сахти ҳолати худ дастрасӣ надорем. Бо вуҷуди ин, якчанд ширкатҳо дар самти таҳияи батареяҳои сахти ҳолати худ кор мекунанд ва баъзеҳо эълон кардаанд, ки нақша доранд, ки онҳоро то соли 2025 ё дертар ба кор дароранд. Бо вуҷуди ин, қайд кардан муҳим аст, ки мӯҳлати дастрасии батареяҳои сахти ҳолати худ метавонад вобаста ба омилҳои гуногун, ба монанди мушкилоти технологӣ ва тасдиқи мақомоти танзимкунанда, фарқ кунад.
Вақти нашр: 03 июни соли 2023