ແບດເຕີຣີຂອງລັດແຂງທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແມ່ນຫຍັງ?

ກຸ່ມນັກວິທະຍາສາດສາກົນກຸ່ມໜຶ່ງໄດ້ພັດທະນາແບັດເຕີລີລັດແຂງຊະນິດໃໝ່ທີ່ສາມາດເພີ່ມໄລຍະຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ ແລະປ້ອງກັນໄຟໄໝ້ໃນຄອມພິວເຕີໂນດບຸກ ແລະສະມາດໂຟນ. ຜູ້ຂຽນອະທິບາຍການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຂົາໃນວັດສະດຸພະລັງງານຂັ້ນສູງ . ໂດຍການປ່ຽນແທນ electrolytes ຂອງແຫຼວທີ່ໃຊ້ໃນຫມໍ້ໄຟ rechargeable ແບບດັ້ງເດີມດ້ວຍ 'ແຂງ', ເຊລາມິກທີ່ເຂົາເຈົ້າສາມາດຜະລິດຫມໍ້ໄຟປະສິດທິພາບຫຼາຍ, ທົນທານຕໍ່ຍາວ, ຍັງປອດໄພສໍາລັບການນໍາໃຊ້. ນັກຄົ້ນຄວ້າຫວັງວ່າຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດປູທາງໄປສູ່ແບດເຕີຣີ້ສີຂຽວທີ່ມີປະສິດຕິພາບຫຼາຍກວ່າເກົ່າສໍາລັບອຸປະກອນທຸກປະເພດລວມທັງລົດໄຟຟ້າ.

ຜູ້ຂຽນຂອງການສຶກສາ, ຈາກສະຫະລັດແລະອັງກິດ, ໄດ້ຄົ້ນຫາທາງເລືອກຂອງ electrolytes ແຫຼວໃນຫມໍ້ໄຟ lithium ion ສໍາລັບບາງຄັ້ງ. ໃນປີ 2016 ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ປະກາດການພັດທະນາຂອງແບດເຕີລີ່ລັດແຂງທີ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຫຼາຍກວ່າສອງເທົ່າຂອງແຮງດັນຂອງຈຸລັງ lithium ion ທໍາມະດາ, ແຕ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.

ໃນຂະນະທີ່ການອອກແບບຫລ້າສຸດຂອງພວກເຂົາສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປັບປຸງທີ່ສໍາຄັນໃນຮຸ່ນກ່ອນຫນ້ານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າ Donald Sadoway ຈາກ MIT ສັງເກດເຫັນວ່າຍັງມີຫ້ອງສໍາລັບການປັບປຸງ: "ການບັນລຸການນໍາທາງ ionic ສູງໃນວັດສະດຸເຊລາມິກໃນອຸນຫະພູມສູງແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ," ລາວອະທິບາຍ. "ນີ້ແມ່ນຜົນສໍາເລັດອັນໃຫຍ່ຫຼວງ." ນັກຄົ້ນຄວ້າຫວັງວ່າຫຼັງຈາກການທົດສອບຫມໍ້ໄຟການປັບປຸງເຫຼົ່ານີ້ຈະພິສູດວ່າເຫມາະສົມສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຫຼືແມ້ກະທັ້ງເຮືອບິນບິນ.

ຄວາມເສຍຫາຍຂອງແບດເຕີລີ່ຂອງລັດແຂງເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນເກີນແມ່ນປ້ອງກັນໂດຍໃຊ້ electrolytes ceramic ແທນທີ່ຈະເປັນຂອງແຫຼວທີ່ຕິດໄຟໄດ້. ຖ້າແບດເຕີຣີໄດ້ຮັບຄວາມເສຍຫາຍແລະເລີ່ມເຮັດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງຖ່ານໄຟຟ້າເຊລາມິກຫຼາຍກວ່າການຕິດໄຟ, ເຊິ່ງປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ໄຟໄຫມ້. ຮູຂຸມຂົນຢູ່ໃນໂຄງສ້າງຂອງວັດສະດຸແຂງເຫຼົ່ານີ້ຍັງເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາສາມາດປະຕິບັດການໂຫຼດໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນຫຼາຍກັບ ions ເຄື່ອນຍ້າຍຜ່ານເຄືອຂ່າຍຂະຫຍາຍພາຍໃນຂອງແຂງ.

ລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ຫມາຍຄວາມວ່ານັກວິທະຍາສາດສາມາດເພີ່ມແຮງດັນແລະຄວາມຈຸຂອງແບດເຕີລີ່ຂອງພວກເຂົາທຽບກັບອຸປະກອນທີ່ມີ electrolytes ແຫຼວທີ່ຕິດໄຟໄດ້. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ສາດສະດາຈານ Sadoway ກ່າວວ່າ: "ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງຈຸລັງ lithium-air ທີ່ມີ 12 volts ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 90 ອົງສາ C [194 ° F]. ນັ້ນແມ່ນສູງກວ່າທີ່ຄົນອື່ນໄດ້ບັນລຸ."

ການອອກແບບແບດເຕີລີ່ໃຫມ່ນີ້ມີຄວາມໄດ້ປຽບອື່ນໆທີ່ມີທ່າແຮງຫຼາຍກວ່າ electrolytes ທີ່ຕິດໄຟໄດ້, ລວມທັງຄວາມຈິງທີ່ວ່າ electrolytes ເຊລາມິກໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍກ່ວາອິນຊີ. "ສິ່ງທີ່ຫນ້າອັດສະຈັນແມ່ນວ່າມັນເຮັດວຽກໄດ້ດີເທົ່າໃດ," ອາຈານ Sadoway ກ່າວ. "ພວກເຮົາມີພະລັງງານຫຼາຍຂື້ນຈາກຫ້ອງນີ້ຫຼາຍກ່ວາທີ່ພວກເຮົາເອົາເຂົ້າໄປໃນມັນ."

ຄວາມໝັ້ນຄົງນີ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ຜູ້ຜະລິດສາມາດບັນຈຸຈຸລັງຂອງແຂງໃນຄອມພິວເຕີໂນດບຸກ ຫຼືລົດໄຟຟ້າໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງກັງວົນກ່ຽວກັບຄວາມຮ້ອນເກີນໄປ, ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນທີ່ປອດໄພກວ່າ ແລະ ຍືດອາຍຸການເຮັດວຽກຂອງເຂົາເຈົ້າ. ໃນປັດຈຸບັນ, ຖ້າແບດເຕີຣີປະເພດເຫຼົ່ານີ້ຮ້ອນເກີນໄປ, ພວກເຂົາຈະມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການເກີດໄຟ - ດັ່ງທີ່ເກີດຂື້ນກັບໂທລະສັບ Samsung Galaxy Note 7 ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້. ແປວໄຟທີ່ເປັນຜົນມາຈາກການບໍ່ສາມາດແຜ່ລາມອອກໄດ້ເພາະວ່າບໍ່ມີອາກາດພາຍໃນຈຸລັງເພື່ອຍືນຍົງການເຜົາໃຫມ້; ແທ້ຈິງແລ້ວ, ພວກເຂົາຈະບໍ່ສາມາດແຜ່ລາມອອກໄປນອກສະຖານທີ່ຂອງຄວາມເສຍຫາຍເບື້ອງຕົ້ນ.

ວັດສະດຸແຂງເຫຼົ່ານີ້ຍັງທົນທານຫຼາຍ; ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ບາງຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ຫມໍ້ໄຟ lithium ion ທີ່ມີ electrolytes ແຫຼວທີ່ຕິດໄຟໄດ້, ເຊິ່ງເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ (ຫຼາຍກວ່າ 100 ° C) ປົກກະຕິຈະຕິດໄຟຫຼັງຈາກ 500 ຫຼື 600 ຮອບ. electrolytes ເຊລາມິກສາມາດທົນໄດ້ຫຼາຍກ່ວາ 7500 ວົງຈອນການສາກໄຟ / ການໄຫຼໂດຍບໍ່ມີການຕິດໄຟ."

ການຄົ້ນພົບໃຫມ່ສາມາດມີຄວາມສໍາຄັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສໍາລັບທັງການຂະຫຍາຍຂອບເຂດຂອງ EVs ແລະປ້ອງກັນໄຟໄຫມ້ໂທລະສັບສະຫຼາດ. ອີງຕາມການ Sadoway: "ແບດເຕີລີ່ລຸ້ນເກົ່າມີຫມໍ້ໄຟອາຊິດຂີ້ກົ່ວ [ລົດ]. ມັນມີໄລຍະສັ້ນແຕ່ພວກເຂົາມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຢ່າງບໍ່ຫນ້າເຊື່ອ," ລາວກ່າວຕື່ມວ່າຈຸດອ່ອນທີ່ບໍ່ໄດ້ຄາດຄິດແມ່ນ "ຖ້າມັນຮ້ອນກວ່າປະມານ 60 ອົງສາ C ແລ້ວ. ມັນຈະເກີດໄຟໄຫມ້."

ລາວອະທິບາຍວ່າ, ແບດເຕີລີ່ lithium ion ໃນມື້ນີ້ແມ່ນເປັນບາດກ້າວທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກນີ້. ທ່ານກ່າວວ່າ "ພວກມັນມີໄລຍະໄກແຕ່ພວກມັນສາມາດຖືກທໍາລາຍຍ້ອນຄວາມຮ້ອນເກີນແລະໄຟໄຫມ້ຮ້າຍແຮງ," ລາວກ່າວຕື່ມວ່າແບດເຕີລີ່ສະຖາດແຂງໃຫມ່ແມ່ນອາດຈະເປັນ "ການທໍາລາຍພື້ນຖານ" ເພາະວ່າມັນສາມາດນໍາໄປສູ່ອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະປອດໄພກວ່າ.

ນັກວິທະຍາສາດຢູ່ MIT ຄິດວ່າເທັກໂນໂລຍີນີ້ອາດຈະໃຊ້ເວລາ XNUMX ປີເພື່ອນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ ແຕ່ເຖິງແມ່ນໃນຕົ້ນປີໜ້າພວກເຂົາຫວັງວ່າຈະເຫັນແບດເຕີຣີ້ປະເພດນີ້ໃສ່ໃນສະມາດໂຟນຈາກຜູ້ຜະລິດລາຍໃຫຍ່ເຊັ່ນ Samsung ຫຼື Apple. ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງໄດ້ສັງເກດເຫັນວ່າມີການນໍາໃຊ້ທາງການຄ້າຫຼາຍສໍາລັບຈຸລັງເຫຼົ່ານີ້ນອກເຫນືອຈາກໂທລະສັບ, ລວມທັງຄອມພິວເຕີໂນດບຸກແລະຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສາດສະດາຈານ Sadoway ເຕືອນວ່າຍັງມີບາງທາງທີ່ຈະໄປກ່ອນທີ່ເຕັກໂນໂລຢີຈະສົມບູນແບບ. "ພວກເຮົາມີຈຸລັງທີ່ເບິ່ງຄືວ່າດີເລີດແຕ່ມັນຕົ້ນຫຼາຍ ... ພວກເຮົາຍັງບໍ່ທັນໄດ້ສ້າງຈຸລັງທີ່ມີໄຟຟ້າຂະຫນາດໃຫຍ່, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ."

Sadoway ເຊື່ອວ່າຄວາມບຸກທະລຸນີ້ຈະໄດ້ຮັບການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທັນທີເນື່ອງຈາກວ່າມັນມີທ່າແຮງບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ EVs ທີ່ມີລະດັບຄວາມສູງຫຼາຍ, ແຕ່ຍັງສາມາດປ້ອງກັນໄຟໄຫມ້ໂທລະສັບສະຫຼາດໄດ້. ບາງທີສິ່ງທີ່ໜ້າປະຫລາດໃຈກວ່ານັ້ນແມ່ນການຄາດຄະເນຂອງລາວວ່າ ໝໍ້ໄຟລັດແຂງສາມາດຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໂລກໃນເວລາໜ້ອຍກວ່າຫ້າປີ ເມື່ອຜູ້ຜະລິດສ່ວນໃຫຍ່ເຊື່ອໝັ້ນໃນຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງພວກມັນ.