Токиогийн Их Сургуулийн эрдэмтэд лити-ионы батерей давамгайлсан өнөөгийн зах зээлд бодит өөрчлөлт авчрах боломжтой шинэ үр дүнгээ зарлалаа. Туршилтын төслийн удирдагч профессор Шиничи Комабагийн баг хатуу нүүрстөрөгчийн анодтой натрийн ион батерей нь өндөр энергийн нягтралаа хадгалсаар атлаа лити-ионы аналогиасаа илүү хурдан цэнэглэгдэх боломжтойг туршилтаар нотолсон байна.
Chemical Science-д нийтлэгдсэн судалгаа юуг “эвдэв”
Chemical Science сэтгүүлд хэвлэгдсэн өгүүллээр баг натрийн ион батерейг олноор хэрэглэхэд хамгийн томоор саад болж ирсэн асуудлыг онцолсон байна. Тэр нь задрал, гэмтэл үүсгэхгүйгээр өндөр хурдтай цэнэглэх чадварыг бодит нөхцөлд тогтвортой гаргах бэрхшээл юм. Өмнө нь хатуу нүүрстөрөгчийн анод онолын хувьд үр ашигтай ч бодит хэрэглээнд түүний дээд хурдны потенциалыг бүрэн гаргах боломжгүй гэж салбарынхан үздэг байсан.
Шинэ арга нь “ионы бөглөрөл”-ийг хэрхэн арилгав
Японы судлаачид хатуу нүүрстөрөгчийн хэсгүүдийг идэвхгүй материалтай хольж, шингэрүүлсэн электродын шинэлэг аргыг хэрэглэснээр асуудлыг өөр өнцгөөс шийджээ. Ингэснээр электролит дотор үүсдэг “ионы бөглөрөл” сулран, материалын бодит кинетик шинж чанар илүү тод илэрч, хурдан цэнэглэлтийн боломжийг үнэн зөв хэмжих нөхцөл бүрдсэн гэж тайлбарласан байна.
Үр дүн нь натрийн ионууд хатуу нүүрстөрөгчийн нано нүх сүвээр илүү хурдан нэвтэрч, бүтцийг дүүргэх үйл явцад литийн ионоос бага идэвхжүүлэлтийн энерги шаарддаг болохыг харуулжээ. Өөрөөр хэлбэл, натрийн систем угаасаа “удаан” гэсэн тогтсон ойлголтыг энэ хэмжилт шууд няцааж байна.
“Бидний үр дүн нь натрийн ион батерей нь хямд бөгөөд аюулгүй хувилбар гэдгийг баталж байгаа төдийгүй цэнэглэх хурд болон үйл ажиллагааны тогтвортой байдлын бодит давуу талыг харуулж байна” гэж судалгааны баг мэдэгдэлдээ онцолжээ.
Автомашин ба эрчим хүч хадгалалт дээр ямар ач холбогдолтой вэ
Энэхүү ололт нь цахилгаан автомашин болон эрчим хүч хадгалах системийн салбарт онцгой ач холбогдолтой гэж үнэлэгдэж байна. Зах зээл өнөөдөр лити-ионы технологид хүчтэй түшиглэсэн хэвээр бөгөөд үр ашиг өндөр ч литийн хомсдол, олборлолтын зардал, мөн галын эрсдэл зэрэг шалтгаанаар нийлүүлэлтийн болон аюулгүй байдлын дарамт үргэлжилсээр байна.
Нөгөө талд натри нь дэлхий дээр хамгийн элбэг элементүүдийн нэгт ордог бөгөөд хатуу нүүрстөрөгчийн анод ашиглах нь батерейг хэт халалтад илүү тэсвэртэй болгох боломжтой гэж үздэг. Ийм суурь давуу тал дээр цэнэглэх хурд бодитоор нэмэгдэж, тогтвортой байдал баталгаажвал литийг натриар орлуулах хөдөлгөөн илүү хурдтай өрнөх магадлалтай.
Үйлдвэрлэлд баталгаажвал юуг өөрчилж мэдэх вэ
Судлаачдын байр суурь нь нэг цэгт төвлөрч байна. Хатуу нүүрстөрөгчийн өндөр хурдны шинжийг үйлдвэрлэлийн аргаар тогтвортой гаргаж чадвал натрийн ион батерей руу шилжих явц хурдасна. Ялангуяа цэнэглэх хурд, аюулгүй байдал хоёр нь шийдвэрлэх хүчин зүйл болдог цахилгаан тээврийн хэрэгсэл болон суурин цахилгаан сүлжээний хадгалалтын сегментэд энэ өөрчлөлт илүү тод мэдрэгдэх төлөвтэй байна.
