Բացատրություն. Ինչպես կարող է IIT հետազոտությունը բարելավել լիթիում-իոնային մարտկոցի աշխատանքը - Հոկտեմբեր 2022

IIT Guwahati-ի հետազոտողները մշակել են մի տեխնիկա, որը կարող է ճշգրիտ գնահատել մարտկոցի ներքին ամենակարևոր վիճակներից մեկը, որը հայտնի է որպես SOC, կրճատ՝ լիցքավորման վիճակ:

Հետազոտողները փորձել են գտնել այլընտրանքներ կամ ուղիներ՝ բարելավելու լիթիում-իոնային մարտկոցները: (Ներկայացուցչական պատկեր)

IIT Guwahati-ի հետազոտողները մշակել են տեխնիկա՝ բարելավելու վերալիցքավորվող լիթիում-իոնային մարտկոցների աշխատանքը, որոնք սնուցում են այսօր օգտագործվող շարժական սարքերի մեծ մասը: Նրանց բացահայտումները հրապարակվել են անցյալ ամիս IEEE Xplore ամսագրում:





Տեղեկագիր| Սեղմեք՝ օրվա լավագույն բացատրությունները ձեր մուտքի արկղում ստանալու համար

Որոնք են լիթիումի իոնային մարտկոցները:

2019 թվականի քիմիայի Նոբելյան մրցանակը համատեղ շնորհվել է Սթենլի Ուիթինգհեմին, Ջոն Գուդենաֆին և Ակիրա Յոշինոյին աշխատանք, որը հանգեցրեց լիթիում-իոնային մարտկոցների զարգացմանը , որոնք, ի թիվս այլ սարքերի, օգտագործվում են բջջային հեռախոսների, սմարթֆոնների, պլանշետների, նոութբուքերի և սնուցման բանկերի մեծ մասում: Առաջին առևտրային առումով կենսունակ Li-ion մարտկոցը ստեղծվել է Յոշինոյի կողմից 1985 թվականին, ով մշակվել է Ուիթինգհեմի և Գուդենաֆի աշխատանքի հիման վրա: Շվեդիայի գիտությունների թագավորական ակադեմիան նշում է, որ լիթիում-իոնային մարտկոցի հիմքը դրվել է 1970-ականների նավթային ճգնաժամի ժամանակ, որի ընթացքում Ուիթինգհեմը սկսեց աշխատել այնպիսի մեթոդների մշակման վրա, որոնք կարող են հանգեցնել հանածո վառելիքից զերծ էներգիայի տեխնոլոգիաների:



Այսօր էլեկտրական մեքենաների մեծ մասը (EV) օգտագործում է նաև Li-ion մարտկոցներ, բայց կամաց-կամաց հասնում են իրենց տեսական սահմաններին, որոնք կարող են ապահովել մոտավորապես մինչև 300 վտ/ժամ մեկ կգ էներգիա: Այս մարտկոցները կարող են օգտագործվել նաև արևային և քամու էներգիան պահելու համար, ինչը նշանակում է, որ դրանց լայնածավալ օգտագործման դեպքում հնարավոր է նույնիսկ ապրել վառելիքից զերծ հասարակությունում:

Չնայած դրան, Li-ion մարտկոցների որոշ թերություններ ներառում են գերտաքացման նկատմամբ զգայունությունը և բարձր լարման ժամանակ վնասվելու հակվածությունը, քանի որ դրանք պատրաստված են դյուրավառ և այրվող նյութերից: Նման մարտկոցները նույնպես սկսում են կորցնել իրենց հզորությունը ժամանակի ընթացքում, օրինակ, մի քանի տարի օգտագործվող նոութբուքի մարտկոցը չի գործում այնպես, ինչպես նորը:



Կարդացեք նաև| Muon g–2. մասնիկների ֆիզիկայի ուղենիշային մարտահրավերների ուսումնասիրության կանոնագիրք

Այսպիսով, ի՞նչ են մշակել հետազոտողները:

IIT Guwahati-ի հետազոտողները մշակել են մի տեխնիկա, որը կարող է ճշգրիտ գնահատել մարտկոցի ներքին ամենակարևոր վիճակներից մեկը, որը հայտնի է որպես SOC, կրճատ՝ լիցքավորման վիճակ: SOC-ն արտացոլում է մարտկոցի մնացած հզորությունը, այսինքն՝ որքան ավելի շատ լիցք կարող է հանվել մարտկոցից մինչև այն ամբողջությամբ լիցքաթափվելը: Մնացած հզորության մասին գիտելիքն օգնում է օպտիմալացնել մարտկոցի հզորության օգտագործումը, կանխել մարտկոցի գերլիցքավորումն ու լիցքավորումը, մեծացնում է դրա շահագործման ժամկետը, նվազեցնում ծախսերը և ապահովում մարտկոցի և դրա շրջակայքի անվտանգությունը, ասվում է IIT Guwahati-ի մամուլի հաղորդագրությունում:

Մարտկոցի ծառայության ժամկետը բարելավելու և դրա հզորությունը օպտիմալացնելու համար կարևոր է ճշգրիտ կանխատեսել դրա տարբեր վիճակները: Այդ պետություններից մեկն էլ ՍՕԿ-ն է, որը մինչ այժմ դժվար էր գնահատել։ Իրենց աշխատանքի միջոցով հետազոտողները առաջարկել են մի մոտեցում, որը խուսափում է գերագնահատումից և, հետևաբար, օգնում է ճշգրիտ չափումներ կատարել:



Կա՞ն այլընտրանքներ Li-ion մարտկոցներին:

Հետազոտողները փորձում էին այլընտրանքներ կամ ուղիներ գտնել այս մարտկոցները բարելավելու համար: 2019 թվականին Ջոնս Հոփկինսի կիրառական ֆիզիկայի լաբորատորիան մշակել է լիթիում-իոնային մարտկոց, որը չի բռնկվում։

Ավելի վաղ՝ 2020 թվականի հունվարին, Ավստրալիայից հետազոտողները պնդում էին, որ իրենք մշակել են աշխարհի ամենաարդյունավետ լիթիում-ծծմբային մարտկոցը (Li-S), որը կարող է սնուցել սմարթֆոնը հինգ շարունակական օր. 1000 կմ.



ՄԻԱՑԻՐ ՀԻՄԱ :Express Explained Telegram-ի ալիքը

Թեև Li-S մարտկոցներում օգտագործվող նյութերը չեն տարբերվում Li-ion մարտկոցների նյութերից, ավստրալիացի հետազոտողները վերակազմավորել են ծծմբի կաթոդների ձևավորումը (էլեկտրական հաղորդիչի տեսակ, որի միջով շարժվում են էլեկտրոնները)՝ առանց անկման ավելի մեծ սթրեսի տեղավորելու համար: ընդհանուր հզորությունը.

Li-S մարտկոցները, ընդհանուր առմամբ, համարվում են Li-ion մարտկոցների իրավահաջորդները՝ դրանց արտադրության ավելի ցածր գնի, էներգաարդյունավետության և բարելավված անվտանգության պատճառով: Նրանց արտադրության ինքնարժեքն ավելի ցածր է, քանի որ ծծումբն առատորեն հասանելի է:



Չնայած դրան, եղել են որոշ դժվարություններ, երբ խոսքը վերաբերում է այս մարտկոցների առևտրայնացմանը, հիմնականում պայմանավորված նրանց կարճ կյանքի ցիկլի և ակնթարթային էներգիայի վատ հնարավորություններով: