Tesla-ს მკვლევარმა აჩვენა 100-წლიანი, 4 მილიონი მილის ბატარეა

ელექტრომობილებთან დაკავშირებით ერთ-ერთი ყველაზე დიდი შეშფოთება არის ის, რომ ბატარეები საჭიროებს გამოცვლას რამდენიმე წლის შემდეგ, დიდი ხარჯებით. ყოველივე ამის შემდეგ, თქვენი სმარტფონის ბატარეა, სავარაუდოდ, სამ წელიწადში უკეთეს დღეებს ნახავს. მაგრამ Tesla-ს მკვლევარი ემზადება ამ იდეის ერთხელ და სამუდამოდ გაცნობისთვის, ბატარეების დემონსტრირების შემდეგ, რომლებიც პოტენციურად ცოცხლობენ ადამიანთა უმეტესობას.

ტესლას მოყვარულებს, სავარაუდოდ, უკვე სმენიათ ჯეფ დანის შესახებ. ის არის დალჰაუზის უნივერსიტეტის პროფესორი და 2016 წლიდან არის Tesla-ს კვლევითი პარტნიორი. მისი ყურადღება გამახვილდა ლითიუმ-იონური ბატარეების ენერგიის სიმკვრივისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის გაზრდაზე, ასევე მათი ღირებულების შემცირებაზე. როგორც ჩანს, დანი თავის კვლევით ჯგუფში კოლეგებთან ერთად დედა დატვირთვას დაარტყა. In სტატია გამოქვეყნდა ჟურნალში ელექტროქიმიური საზოგადოებისჯგუფი ამტკიცებს, რომ შექმნა ბატარეის დიზაინი, რომელიც სწორ პირობებში 100 წელი გაგრძელდება.

დანის ქაღალდი Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2 ქიმიაზე („NMC 532“) დაფუძნებულ უჯრედებს LiFePO4-ს უპირისპირებს. ეს უკანასკნელი არის "ლითიუმის რკინის ფოსფატი" (aka LFP) ქიმია, რომელსაც Tesla ამჟამად იყენებს ევროპაში იმპორტირებულ ჩინური წარმოების სტანდარტული მოდელი 3 მანქანებში. LFP ქიმიას აქვს ენერგიის დაბალი სიმკვრივე, ვიდრე უფრო ფართოდ გავრცელებული ლითიუმ-იონის ალტერნატივები, მაგრამ არის უფრო იაფი, უფრო გამძლე და სავარაუდოდ უფრო უსაფრთხოც. LFP-ს შეუძლია 12,000-მდე დამუხტვა-გამომშვები ციკლი გაძლოს, ასე რომ, ამ მხრივ მისი დამარცხება უაზრო მიღწევაა. დანის NMC 532 უჯრედებმა არ აჩვენეს სიმძლავრის დაკარგვა თითქმის 2,000 ციკლის შემდეგ. ქაღალდი ამას ექსტრაპოლაციას უწევს და გულისხმობს 100 წლიანი სიცოცხლის ხანგრძლივობას (ისინი აშკარად არ ამოწმებდნენ ბატარეას ამდენ ხანს).

დანმა ასევე წარადგინა კონფერენცია მარტში ბატარეის საერთაშორისო სემინარზე ორლანდოში, ფლორიდა, სადაც მან ისაუბრა "4 მილიონი მილის ბატარეაზე". ეს მოიცავდა ქაღალდის ზოგიერთ დასკვნებს, მის გამოცემამდე ამ თვეში. დანს ჰქონდა ადრე დაჰპირდა "მილიონ მილის ბატარეას"და 2017 წლის ოქტომბრიდან ამოწმებდა უჯრედებს მის შესწორებულ ქიმიაზე. როგორც ჩანს, ისინი ძლიერად მოძრაობდნენ და ოთახის ტემპერატურაზე უწყვეტი ველოსიპედის 4.5 წლის შემდეგ, მათ მხოლოდ 5% დეგრადაცია უნახავთ. ეს ნიშნავს, რომ მათ შეეძლოთ ელექტრომომარაგება 4 მილიონი მილის მანძილზე, სანამ გამოცვლა დასჭირდებოდათ.

ხანგრძლივობის მიზეზი არის პოლიკრისტალურიდან ერთკრისტალურ კათოდებზე გადასვლა, რომლებიც ასე სწრაფად არ იშლება დამუხტვა-გამონადენის ციკლის დროს. NMC 532 ქიმია დანი იყენებს კონტრასტებს NMC 811 ქიმიასთან, რომელსაც ამჟამად იყენებს LG Chem, რომელიც შეიცავს ნიკელის რვა წილს თავის კათოდებში მანგანუმის და კობალტის თითოეული ნაწილისთვის. გასულ წელს Tesla Model Y გადავიდა NMC 811-დან LG Chem-ის NCMA ქიმიურ უჯრედებზე, იგივე "მაღალი ნიკელის". ისინი ძვირია LFP-თან ან NMC 811-თან შედარებით, მაგრამ გვთავაზობენ უმაღლეს სიმკვრივეს ყველაზე გრძელი დიაპაზონისთვის. NCMA ქიმია იყენებს ნიკელს, კობალტს, მანგანუმს და ალუმინს თავისი კათოდებისთვის, მაგრამ უმეტესობა არის ნიკელი (89%).

NMC 532 ქიმიური დანის ტესტირება ჰპირდება კიდევ ერთ წინსვლას ბატარეის ტექნოლოგიაში. თუმცა, მანქანებს არ სჭირდებათ 100 წელი გატარება და არც 4 მილიონი მილის გავლა სჭირდებათ. Იმის გათვალისწინებით ავტომობილის საშუალო ასაკი აშშ-ში 12 წელია წელიწადში 14,000 მილის გავლისას ამერიკული მანქანის მიერ გავლილი სიცოცხლის საშუალო მანძილი არის 168,000 მილი, ხოლო ევროპაში ეს გაცილებით ნაკლებია. ასე რომ, რეალურად, 4 მილიონი მილის გამძლეობის მქონე ბატარეები საშუალებას მისცემს ისეთ აპლიკაციებს, როგორიცაა მანქანა-ქსელამდე, რაც გაზრდის დატენვა-დამუხტვის ველოსიპედის სიჩქარეს. მაგრამ ისინი უფრო მეტად გამოსადეგი იქნებიან სახლებში სტატიკური ენერგიის შესანახად და ქსელის ბუფერული სიმძლავრისათვის წყვეტილი განახლებადი წყაროდან.

წყალბადის ენთუზიასტები ხშირად ამტკიცებენ, რომ ბატარეები მხოლოდ შუალედია მანამ, სანამ საწვავის უჯრედის ელექტრო მანქანები და წყალბადის შესანახი სისტემები არ მოხვდება მეინსტრიმში. მაგრამ მიუხედავად იმისა, რომ ბატარეის ტექნოლოგიაში ხდება მთელი განვითარება, წყალბადი, სავარაუდოდ, ძალიან ცოტა იქნება, ძალიან გვიან, როდესაც ის ტრანსპორტირებისთვის მოცულობით მოვა. მსგავს ტექნოლოგიებზე მუშაობს დანი ერთად ლითიუმის გოგირდის განვითარება, როგორიცაა Theion-დან მდე ულტრა სწრაფი დატენვის ტექნოლოგია, როგორიცაა StoreDot's, ნიშნავს, რომ სულ რამდენიმე წელიწადში ბატარეებმა გადაჭრეს მათ წინაშე წამოჭრილი ყველა პრობლემა.