די דרינגלעך נויט צו רעדוצירן טשאַד ימישאַנז איז דרייווינג אַ גיך מאַך צו ילעקטראַפייינג אַריבערפירן און יקספּאַנדינג די דיפּלוימאַנט פון זונ - און ווינט מאַכט אויף די גריד. אויב די טרענדס עסקאַלייט ווי דערוואַרט, די נויט פֿאַר בעסער מעטהאָדס פון סטאָרינג עלעקטריקאַל ענערגיע וועט פאַרשטאַרקן.
מיר דאַרפֿן אַלע די סטראַטעגיעס וואָס מיר קענען באַקומען צו אַדרעס די סאַקאָנע פון קלימאַט ענדערונג, זאגט ד"ר עלסאַ אָליוועטטי, אַ מיטאַרבעטער פּראָפעסאָר פון מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט און ינזשעניעריע אין Esther און Harold E. Edgerton. קלאר, די אַנטוויקלונג פון גריד-באזירט מאַסע סטאָרידזש טעקנאַלאַדזשיז איז קריטיש. אָבער פֿאַר רירעוודיק אַפּלאַקיישאַנז - ספּעציעל טראַנספּערטיישאַן - פיל פאָרשונג איז פאָוקיסט אויף אַדאַפּטינג הייַנטליטהיום-יאָן באַטעריזצו זיין סאַפער, קלענערער און קענען צו קראָם מער ענערגיע פֿאַר זייער גרייס און וואָג.
קאַנווענשאַנאַל ליטהיום-יאָן באַטעריז פאָרזעצן צו פֿאַרבעסערן, אָבער זייער לימיטיישאַנז בלייבן, טייל רעכט צו זייער סטרוקטור.ליטהיום-יאָן באַטעריז צונויפשטעלנ זיך פון צוויי ילעקטראָודז, איינער positive און איינער נעגאַטיוו, סאַנדוויטשט אין אַ אָרגאַניק (טשאַד-מיט) פליסיק. ווען די באַטאַרייע איז באפוילן און דיסטשאַרדזשד, באפוילן ליטהיום פּאַרטיקאַלז (אָדער ייאַנז) זענען דורכגעגאנגען פון איין ילעקטראָוד צו די אנדערע דורך די פליסיק עלעקטראָליטע.
איין פּראָבלעם מיט דעם פּלאַן איז אַז ביי זיכער וואָולטאַדזשאַז און טעמפּעראַטורעס, די פליסיק עלעקטראָליטע קענען ווערן וואַלאַטאַל און כאַפּן פייַער. די באַטעריז זענען בכלל זיכער אונטער נאָרמאַל נוצן, אָבער די ריזיקירן בלייבט, זאגט ד"ר Kevin Huang Ph.D.'15, אַ פאָרשונג געלערנטער אין Olivetti ס גרופּע.
אן אנדער פּראָבלעם איז אַז ליטהיום-יאָן באַטעריז זענען נישט פּאַסיק פֿאַר נוצן אין קאַרס. גרויס, שווער באַטאַרייע פּאַקס נעמען פּלאַץ, פאַרגרעסערן די קוילעלדיק וואָג פון די פאָרמיטל און רעדוצירן ברענוואַרג עפעקטיווקייַט. אָבער עס איז פּרוווד שווער צו מאַכן די הייַנט ס ליטהיום-יאָן באַטעריז קלענערער און לייטער בשעת זיי האַלטן זייער ענערגיע געדיכטקייַט - די סומע פון ענערגיע סטאָרד פּער גראַם וואָג.
צו סאָלווע די פּראָבלעמס, ריסערטשערז זענען טשאַנגינג די שליסל פֿעיִקייטן פון ליטהיום-יאָן באַטעריז צו שאַפֿן אַן אַלע-האַרט, אָדער האַרט-שטאַט, ווערסיע. זיי פאַרבייַטן די פליסיק עלעקטראָליטע אין די מיטל מיט אַ דין האַרט עלעקטראָליטע וואָס איז סטאַביל איבער אַ ברייט קייט פון וואָולטאַדזשאַז און טעמפּעראַטורעס. מיט דעם האַרט עלעקטראָליטע, זיי געוויינט אַ הויך-קאַפּאַציטעט positive ילעקטראָוד און אַ הויך-קאַפּאַציטעט ליטהיום מעטאַל נעגאַטיוו ילעקטראָוד וואָס איז געווען פיל ווייניקער דיק ווי די געוויינטלעך פּאָרעז טשאַד שיכטע. די ענדערונגען לאָזן אַ פיל קלענערער קוילעלדיק צעל בשעת זיי האַלטן זייַן ענערגיע סטאָרידזש קאַפּאַציטעט, ריזאַלטינג אין אַ העכער ענערגיע געדיכטקייַט.
די פֿעיִקייטן - ענכאַנסט זיכערקייַט און גרעסער ענערגיע געדיכטקייַט- זענען מיסטאָמע די צוויי מערסט קאַמאַנלי טאַוטיד בענעפיץ פון פּאָטענציעל האַרט-שטאַט באַטעריז, אָבער אַלע די טינגז זענען פאָרויס-קוקן און כאָופּט פֿאַר, און ניט דאַווקע אַטשיוואַבאַל. פונדעסטוועגן, די מעגלעכקייט האט פילע ריסערטשערז סקראַמבאַלינג צו געפֿינען די מאַטעריאַלס און דיזיינז וואָס וועט צושטעלן דעם צוזאָג.
טראכטן ווייַטער פון די לאַבאָראַטאָריע
רעסעאַרטשערס האָבן געפֿונען אַ נומער פון ינטריגינג סינעריאָוז וואָס קוקן פּראַמאַסינג אין דער לאַבאָראַטאָריע. אָבער Olivetti און Huang גלויבן אַז ווייַל פון די ערדזשאַנסי פון די קלימאַט ענדערונג אַרויסרופן, נאָך פּראַקטיש קאַנסידעריישאַנז קען זיין וויכטיק. מיר ריסערטשערז שטענדיק האָבן מעטריקס אין די לאַבאָראַטאָריע צו אָפּשאַצן מעגלעך מאַטעריאַלס און פּראַסעסאַז, זאגט Olivetti. ביישפילן קען אַרייַננעמען ענערגיע סטאָרידזש קאַפּאַציטעט און אָפּצאָל / אָפּזאָגן רייץ. אָבער אויב דער ציל איז ימפּלאַמענטיישאַן, מיר פֿאָרשלאָגן צו לייגן מעטריקס וואָס ספּאַסיפיקלי אַדרעס די פּאָטענציעל פֿאַר גיך סקיילינג.
מאַטעריאַלס און אַוויילאַבילאַטי
אין דער וועלט פון האַרט ינאָרגאַניק עלעקטראָליטעס, עס זענען צוויי הויפּט טייפּס פון מאַטעריאַל - אַקסיידז מיט זויערשטאָף און סולפידעס מיט שוועבל. טאַנטאַלום איז געשאפן ווי אַ ביי-פּראָדוקט פון די מיינינג פון צין און ניאָביום. היסטאָריש דאַטן ווייַזן אַז די פּראָדוקציע פון טאַנטאַלום איז נעענטער צו די פּאָטענציעל מאַקסימום ווי אַז פון גערמאַניום בעשאַס די מיינינג פון צין און ניאָביום. די אַוויילאַבילאַטי פון טאַנטאַלום איז דעריבער אַ גרעסערע דייַגע פֿאַר די מעגלעך סקיילינג פון LLZO-באזירט סעלז.
אָבער, וויסן די אַוויילאַבילאַטי פון אַ עלעמענט אין דער ערד טוט נישט סאָלווע די סטעפּס פארלאנגט צו באַקומען עס אין די הענט פון מאַניאַפאַקטשערערז. די ריסערטשערז דעריבער ינוועסטאַגייטאַד אַ נאָכפאָלגן קשיא וועגן די צושטעלן קייט פון שליסל עלעמענטן - מיינינג, פּראַסעסינג, ראַפינירן, טראַנספּאָרטינג, אאז"ו ו פאָדערונג פֿאַר באַטעריז?
אין אַ מוסטער אַנאַליסיס, זיי געקוקט ווי פיל די צושטעלן קייט פֿאַר גערמאַניום און טאַנטאַלום וואָלט דאַרפֿן צו וואַקסן יאָר אויף יאָר צו צושטעלן באַטעריז פֿאַר די פּראַדזשעקטאַד 2030 פליט פון עלעקטריק וועהיקלעס. ווי אַ ביישפּיל, אַ פליט פון עלעקטריק וועהיקלעס, אָפט סייטאַד ווי אַ ציל פֿאַר 2030, וואָלט דאַרפֿן צו פּראָדוצירן גענוג באַטעריז צו צושטעלן אַ גאַנץ פון 100 גיגאַוואַט שעה פון ענערגיע. צו דערגרייכן דעם ציל, מיט בלויז LGPS באַטעריז, די גערמאַניום צושטעלן קייט וואָלט דאַרפֿן צו וואַקסן מיט 50% יאָר אויף יאָר - אַ אויסשטרעקן, ווייַל די מאַקסימום וווּקס קורס איז געווען אַרום 7% אין דער פאַרגאַנגענהייט. ניצן בלויז LLZO סעלז, די צושטעלן קייט פֿאַר טאַנטאַלום וואָלט דאַרפֿן צו וואַקסן מיט אַרום 30% - אַ וווּקס קורס וואָס איז העכער ווי די היסטארישע מאַקסימום פון אַרום 10%.
די ביישפילן ווייַזן די וויכטיקייט פון באַטראַכטן די אַוויילאַבילאַטי פון מאַטעריאַל און די צושטעלן קייט ווען אַססעסס די סקיילינג פּאָטענציעל פון פאַרשידענע האַרט עלעקטראָליטעס, זאגט הואַנג: אפילו אויב די קוואַנטיטי פון אַ מאַטעריאַל איז נישט אַן אַרויסגעבן, ווי אין דעם פאַל פון גערמאַניום, סקיילינג אַלע די סטעפּס אין די צושטעלן קייט צו גלייַכן די פּראָדוקציע פון צוקונפֿט עלעקטריק וועהיקלעס קען דאַרפן אַ גראָוט קורס וואָס איז כמעט אַנפּרעסידענטיד.
מאַטעריאַלס און פּראַסעסינג
אן אנדער פאַקטאָר צו באַטראַכטן ווען אַססעסס די סקאַלאַביליטי פּאָטענציעל פון אַ באַטאַרייע פּלאַן איז די שוועריקייט פון די מאַנופאַקטורינג פּראָצעס און די פּראַל עס קען האָבן אויף פּרייַז. עס זענען ינעוואַטאַבלי פילע סטעפּס ינוואַלווד אין די פּראָדוצירן פון אַ האַרט-שטאַט באַטאַרייע, און די דורכפאַל פון קיין שריט ינקריסאַז די פּרייַז פון יעדער הצלחה געשאפן צעל.
ווי אַ פּראַקסי פֿאַר מאַנופאַקטורינג שוועריקייטן, Olivetti, Ceder און Huang ויספאָרשן די פּראַל פון די דורכפאַל קורס אויף די גאַנץ קאָס פון אויסגעקליבן האַרט-שטאַט באַטאַרייע דיזיינז אין זייער דאַטאַבייס. אין איין בייַשפּיל, זיי פאָוקיסט אויף די אַקסייד LLZO. LLZO איז זייער קרישלדיק און גרויס שיץ דין גענוג צו זיין געוויינט אין הויך-פאָרשטעלונג האַרט שטאַט באַטעריז זענען מסתּמא צו פּלאַצן אָדער וואָרפּ אין די הויך טעמפּעראַטורעס ינוואַלווד אין די מאַנופאַקטורינג פּראָצעס.
צו באַשטימען די פּרייַז ימפּלאַקיישאַנז פון אַזאַ פייליערז, זיי סימיאַלייטיד די פיר שליסל פּראַסעסינג סטעפּס ינוואַלווד אין אַסעמבאַלינג LLZO סעלז. אין יעדער שריט, זיי קאַלקיאַלייטיד די פּרייַז באזירט אויף אַ אנגענומען טראָגן, ד"ה די פּראָפּאָרציע פון גאַנץ סעלז וואָס זענען הצלחה פּראַסעסט אָן דורכפאַל. פֿאַר LLZO, די טראָגן איז געווען פיל נידעריקער ווי פֿאַר די אנדערע דיזיינז זיי געלערנט; דערצו, ווי די טראָגן דיקריסט, די פּרייַז פּער קילאוואט-שעה (קווה) פון צעל ענערגיע געוואקסן באטייטיק. צום ביישפּיל, ווען 5% מער סעלז זענען צוגעגעבן צו די לעצט קאַטאָוד באַהיצונג שריט, די פּרייַז געוואקסן מיט וועגן $ 30 / קווה - אַ נעגלאַדזשאַבאַל ענדערונג קאַנסידערינג אַז די בכלל אנגענומען ציל פּרייַז פֿאַר אַזאַ סעלז איז $ 100 / קווה. קלאר, מאַנופאַקטורינג שוועריקייטן קענען האָבן אַ טיף פּראַל אויף די פיזאַבילאַטי פון גרויס-וואָג קינדער פון די פּלאַן.
פּאָסטן צייט: סעפטעמבער 09-2022