Pîlên dewleta zexm ên maqûl çi ne?

Komek ji zanyarên navneteweyî celebek nû ya bataryaya statûya zexm çêkiriye ku dikare berferehiya wesayîtên elektrîkî zêde bike û pêşî li şewata laptop û smartfonan bigire. Nivîskar dîtinên xwe di Materyalên Enerjiya Pêşkeftî de vedibêjin. Bi guheztina elektrolîtên şil ên ku di bataryayên adetî yên şarjêkirî de têne bikar anîn bi yên 'hişk' û seramîk re ew dikarin bataryayên bibandor û dirêj-mayîn ên ku ji bo karanîna wan jî ewletir in hilberînin. Lekolînwan hêvî dikin ku ev avantaj dikarin rê li ber bataryayên bikêrtir, kesktir ji bo her cûre cîhazên di nav de gerîdeyên elektrîkê vekin.

Nivîskarên lêkolînê, ji DY û Keyaniya Yekbûyî, ev demek e li alternatîfên elektrolîtên şil ên di bataryayên lîtium ion de digerin. Di sala 2016-an de wan pêşkeftina bataryayek zirav ragihand ku dikare bi ducarî voltaja şaneyên îyonên lîtiumê yên kevneşopî bixebite, lê bi karîgeriyek wekhev.

Digel ku sêwirana wan a herî paşîn li ser vê guhertoya berê pêşkeftinek girîng nîşan dide, lêkoler Profesor Donald Sadoway ji MIT destnîşan dike ku hîn jî cîh ji bo çêtirkirinê heye: "Gihanîna gihandina îyonî ya bilind di materyalên seramîk de di germahiyên bilind de dikare dijwar be," wî rave kir. "Ev serkeftinek serketî bû." Lekolînwan hêvî dikin ku piştî ceribandina van bataryayên pêşkeftî dê ji bo wesayîtên elektrîkî an jî tewra bi hêzkirina balafiran guncan bin.

Di bataryayên rewşa hişk de zirara ji ber germbûna zêde bi karanîna elektrolîtên seramîk li şûna yên şewitandî, şil têne rêgirtin. Ger baterî xera bibe û dest bi germkirina kartên elektrolîta seramîk li şûna ku agir bikeve, nahêle ku ew agir nekeve. Porên di strukturên van materyalên zexm de di heman demê de dihêle ku ew barek elektrîkî ya pir zêde bi îyonan re ku di nav torgilokek dirêjkirî ya di hundurê zexm de digerin hilgirin.

Van taybetmendiyan tê vê wateyê ku zanyar karîbûn hem voltaja û hem jî kapasîteya bataryayên xwe li gorî yên ku elektrolîtên şilavê yên şewatbar tê de hene bilind bikin. Bi rastî, Profesor Sadoway got: "Me hucreyek lîtium-hewayê ya bi 12 volt nîşan da ku di 90 dereceyên C [194°F] de dixebite. Ev ji ya ku her kesê bi dest xistiye bilindtir e."

Ev sêwirana nû ya pîlê xwedan avantajên din ên potansiyel e li ser elektrolîtên şewatandî, di nav de vê yekê ku elektrolîtên seramîk bi gelemperî ji yên organîk aramtir in. Profesor Sadoway got, "Tiştê ecêb ev e ku ew çiqas baş xebitî." "Me ji vê şaneyê bêtir enerjî standiye ji ya ku em tê de didin."

Ev îstîqrar dikare rê bide hilberîneran ku hejmareke mezin ji hucreyên hişk di nav laptopan an gerîdeyên elektrîkê de berhev bikin bêyî ku ji germbûna wan bitirsin, amûran pir ewletir bike û jiyana wan a fonksiyonel dirêj bike. Heya nuha, heke van celeb batarî zêde germ bibin, ew xetera agir pêketinê dikişînin - wekî ku vê dawiyê bi têlefonê Samsung Galaxy Note 7 re çêbû. Agirê ku di encamê de derket dê nikaribe belav bibe ji ber ku hewa di hundurê hucreyan de tune ku şewatê bidomîne; bi rastî, ew ê nikaribin li derveyî cîhê zirara destpêkê belav bibin.

Ev materyalên hişk jî pir dirêj-mayînde ne; berevajî vê yekê, hin hewil didin ku bataryayên îyonên lîtiumê bi elektrolîtên şilê şewatbar, ku di germahiyên bilind de (ji 100°C zêdetirî) dixebitin, bi rûtîn piştî 500 an 600 dewreyan agir dikevin. Elektrolîtên seramîk dikarin zêdetirî 7500 çerxên barkirin/dakêşandinê bêyî ku agir bikevin berxwe."

Vedîtinên nû hem ji bo dirêjkirina rêza EV-an û hem jî ji bo pêşîgirtina şewatên smartphone pir girîng in. Li gorî Sadoway: "Nifşên kevintir ên bataryayên bataryayên destpêker ên asîdê [otomobîlan] hebûn. Rêjeyek wan kurt bû lê ew pir pêbawer bûn," wî got û got ku qelsiya wan ya nediyar ew bû ku "heke germtir ji dora 60°C bû wê demê. dê agir bigirta."

Pîlên lîtium-ionê yên îroyîn, ew diyar dike, ji vê yekê gavekê pêşdetir in. "Wan rêgezek dirêj heye lê ew dikarin ji ber germbûna giran û agirpêketinê zirarê bibînin," wî got û anî ziman ku bataryaya nû ya qayîm potansiyel "serkeftinek bingehîn" e ji ber ku ew dikare bibe sedema amûrên pir pêbawer, ewledar.

Zanyarên li MIT-ê difikirin ku ev teknolojî dikare pênc salan bigire ku bi berfirehî were bikar anîn lê tewra di destpêka sala pêş de ew hêvî dikin ku van celeb bataryayên di smartfonên hilberînerên mezin ên wekî Samsung an Apple de bicîh bibin bibînin. Wan her wiha destnîşan kir ku ji bilî têlefonan gelek karanîna bazirganî ji van şaneyan re hene, di nav de laptop û wesayîtên elektrîkî.

Lêbelê Profesor Sadoway hişyar dike ku hîn rêyek heye ku berî teknolojiyê bêkêmasî biçe. "Me şaneyek heye ku bi rastî xweş xuya dike lê ew rojên pir zû ye... Em hîna nekariye şaneyên bi pîvana mezin, elektrodên tîrêjê yên bi hêz çêkin."

Sadoway bawer dike ku ev serkeftin dê tavilê bi berfirehî were pejirandin ji ber ku ew xwedan potansiyel e ku ne tenê EV-yên bi rêjeyek pir mezintir bişewitîne lê di heman demê de bi potansiyel pêşî li şewata smartphone jî bigire. Dibe ku sosrettir pêşbîniya wî ev e ku bataryayên dewleta zexm dikarin di kêmtirî pênc salan de bi gerdûnî werin bikar anîn gava ku piraniya hilberîner ji ewlehî û pêbaweriya xwe piştrast bin.