Уводзіны:
Нічога сабе, гэта вынаходніцтва можа цалкам перавярнуць правілы гульні ў глабальнай новай энергетычнай індустрыі! 12 лютага 2025 г. міжнародны топ-часопіс Nature апублікаваў рэвалюцыйны прарыў. Каманда Peng Huisheng/Gao Yue з Універсітэта Фудань у Кітаі вынайшла новаетэхналогія «амаладжэння» літыевай батарэі, парушаючы традыцыйныя прынцыпы канструкцыі літыевых батарэй больш чым на 30 гадоў, што можа падоўжыць тэрмін службы батарэі больш чым у 10 разоў! Звычайная літый-жалеза-фасфатная батарэя па-ранейшаму захоўвае 96% сваёй ёмістасці пасля 11 818 цыклаў зарадкі і разрадкі! Вы ведаеце, літыевыя батарэі, якія зараз прадстаўлены на рынку, выкарыстоўваюцца 1000-2000 разоў.
Што гэта значыць? Раней у Tesla трэба было замяняць акумулятар кожныя 6-8 гадоў, але цяпер ён можа праслужыць 60 гадоў без замены! Ваш iPhone можна зараджаць і разраджаць 10 000 разоў без страты энергіі!
Тэхналогія рамонту акумулятараў натхняецца чалавечай тэрапіяй
Як нарадзілася гэта цудоўнае адкрыццё?
Гэтак жа, як і пры лячэнні чалавечых хвароб, мы засяроджваемся на вырашэнні асноўных праблем з батарэямі, адначасова абараняючы іх здаровыя часткі", - растлумачыў Гао Юэ, даследчык з Універсітэта Фудань.
Першапачаткова асноўнай прычынай «старэння» літыевых батарэй была страта іёнаў літыя. Падобна таму, як недахоп пэўнага пажыўнага рэчыва ў арганізме чалавека можа прывесці да хваробы, батарэі таксама могуць адчуваць зніжэнне прадукцыйнасці з-за недаядання. Прарыўная ідэя каманды такая: ці можам мы папоўніць страчаныя іёны літыя ў батарэі, як зрабіць ін'екцыю пацыенту?
AI дапамагае прабіцца праз ключавыя тэхналогіі балансавання батарэі
Аднак знайсці адпаведны «ўкол» - справа няпростая. Гэтая малекула-носьбіт павінна адначасова адпавядаць амаль строгім патрабаванням да фізічных і хімічных уласцівасцей:
- Маючы адпаведную электрахімічную актыўнасць і дыяпазон напружання раскладання.
- Прыдатная растваральнасць у электраліце.
- Валодае выдатнай паветранай і хімічнай устойлівасцю.
- Адпаведная кіслотнасць, шчолачнасць і кінетыка рэакцыі.
- Прадукты распаду павінны быць бяспечнымі і бясшкоднымі.
- Галоўнае, гэта павінна быць танна і лёгка нарошчваць вытворчасць.
Штучны інтэлект выяўляе ключавыя матэрыялы
Не маючы прэцэдэнтаў, даследчая група звярнулася да штучнага інтэлекту. Яны алічбавалі малекулярныя ўласцівасці і выкарысталі машыннае навучанне, каб знайсці адказы з велізарнай колькасці дадзеных па арганічнай хіміі, электрахіміі і матэрыялах.
Цяжкая праца акупілася! Пасля 4 гадоў напружанай працы яны нарэшце знайшлі ідэальнае рашэнне: CF3SO2Li (трифторметансульфонат літыя). Гэтая малекула падобная на мініяцюрны транспарцёр, які нясе электроны літыя на адным канцы і бяспечна разраджае іх у выглядзе газу на іншым канцы пасля завяршэння транспарціроўкі.
Вынікі эксперыменту шакуюць!
У эксперыменце акумулятар, які атрымаў такую "дакладную апрацоўку", па-ранейшаму меў характарыстыкі, блізкія да завадскога ўзроўню, нават пасля 12000-60000 цыклаў зарадкі і разрадкі. Гэта не толькі падаўжае тэрмін службы акумулятара, але і дае магчымае тэхнічнае рашэнне для вырашэння праблемы буйнамаштабнага забруджвання адпрацаванымі акумулятарамі.
Яшчэ больш захапляльным з'яўляецца тое, што гэтая тэхналогія адкрыла зусім новыя магчымасці:
Укаранёная сістэма акумулятарных батарэй без літыевых катодаў з напругай 3,0 В і шчыльнасцю энергіі да 1192 Вт·гадз/кг.
Распрацаваў пакетную акумулятарную батарэю з арганічным сульфіраваным поліакрыланітрыльным катодам са шчыльнасцю энергіі 388 Вт·гадз/кг.
Рэвалюцыйны ўдар
Гэты прарыў цалкам зменіць правілы гульні ў новай энергетыцы:
Гэта істотна знізіць кошт выкарыстання электрамабіляў, істотна знізіць забруджванне навакольнага асяроддзя, выкліканае ўтылізацыяй батарэй, і адкрые новыя ідэі для распрацоўкі новых батарэй; самае цікавае, што кошт гэтай тэхналогіі вельмі вялікі - чакаецца, што яна будзе складаць менш за 10% ад агульнага кошту батарэі, што азначае, што яна мае патэнцыял для шырокамаштабнага камерцыйнага выкарыстання!
Як сказаў даследчык Гао Юэ: гэтая "дакладная апрацоўка" забяспечвае рэальнае тэхнічнае рашэнне, незалежна ад таго, каб падоўжыць тэрмін службы батарэі або прадухіліць буйнамаштабнае пакіданне і забруджванне навакольнага асяроддзя. Гэта даследаванне не толькі дэманструе інавацыйныя сілы Кітая ў галіне новай энергетыкі, але і прадвесціць надыход новай эры. У найбліжэйшай будучыні «трывожнасць батарэі» можа стаць гісторыяй. Давайце з нецярпеннем чакаем камерцыялізацыі гэтай рэвалюцыйнай тэхналогіі як мага хутчэй!
Запыт цытаты:
Жаклін:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
Сукрэ:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
Нэнсі:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
Час публікацыі: 28 лютага 2025 г