ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ວິທະຍາສາດເຮັດງ່າຍ Simple: ແບັດເຕີຣີແມ່ນຫຍັງແລະພວກມັນໃຊ້ໄດ້ແນວໃດ?

2021-08-10

ຫົວຂໍ້:
ແບັດເຕີຣີ, ເຕັກໂນໂລຍີ, DOE, ພະລັງງານ, ແບັດເຕີຣີ Li ion
ໂດຍພະແນກພະລັງງານສະຫະລັດໃນວັນທີ 9 ພຶດສະພາ 2021



ແບັດເຕີຣີແລະອຸປະກອນຄ້າຍຄືກັນຍອມຮັບ, ເກັບຮັກສາ, ແລະປ່ອຍໄຟຟ້າຕາມຄວາມຕ້ອງການ. ແບັດເຕີຣີໃຊ້ເຄມີ, ໃນຮູບແບບຂອງທ່າແຮງທາງເຄມີ, ເພື່ອເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ຄືກັນກັບແຫຼ່ງພະລັງງານປະຈໍາວັນອື່ນ other ຈໍານວນຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງ, ໄມ້ທ່ອນເກັບຮັກສາພະລັງງານຢູ່ໃນພັນທະບັດເຄມີຂອງພວກມັນຈົນກ່ວາການເຜົາຜານປ່ຽນພະລັງງານເປັນຄວາມຮ້ອນ.

ນໍ້າມັນແອັດຊັງຖືກເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງທາງເຄມີຈົນກວ່າມັນຈະຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານກົນຈັກຢູ່ໃນເຄື່ອງຈັກຂອງລົດ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ເພື່ອໃຫ້ແບັດເຕີຣີໃຊ້ໄດ້, ໄຟຟ້າຕ້ອງໄດ້ປ່ຽນເປັນຮູບແບບທີ່ເປັນໄປໄດ້ທາງເຄມີກ່ອນທີ່ຈະສາມາດເກັບມັນໄວ້ໄດ້ຢ່າງສະດວກ.

ແບັດເຕີຣີປະກອບດ້ວຍຂົ້ວໄຟຟ້າສອງອັນທີ່ເອີ້ນວ່າ cathode ແລະ anode, ແຍກອອກດ້ວຍວັດສະດຸທາງເຄມີທີ່ເອີ້ນວ່າ electrolyte. ເພື່ອຍອມຮັບແລະປ່ອຍພະລັງງານ, ແບັດເຕີຣີໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບວົງຈອນພາຍນອກ. ເອເລັກໂຕຣນິກຍ້າຍຜ່ານວົງຈອນ, ໃນຂະນະດຽວກັນໄອອອນ (ປະລໍາມະນູຫຼືໂມເລກຸນທີ່ມີຄ່າໄຟຟ້າ) ເຄື່ອນຜ່ານກະແສໄຟຟ້າ.

ໃນແບັດເຕີຣີທີ່ສາມາດສາກໄດ້, ເອເລັກໂຕຣນິກແລະໄອອອນສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍທິດທາງທັງວົງຈອນແລະໄຟຟ້າ. ເມື່ອເອເລັກໂຕຣນິກຍ້າຍຈາກ cathode ໄປຫາ anode, ພວກມັນເພີ່ມພະລັງງານທີ່ເປັນໄປໄດ້ທາງເຄມີ, ສະນັ້ນຈຶ່ງສາກແບັດເຕີຣີ; ເມື່ອພວກເຂົາຍ້າຍໄປທິດທາງອື່ນ, ພວກມັນປ່ຽນພະລັງງານທີ່ເປັນໄປໄດ້ທາງເຄມີນີ້ເປັນໄຟຟ້າໃນວົງຈອນແລະປ່ອຍ.ໍ້ໄຟອອກ. ໃນລະຫວ່າງການສາກຫຼືການສາກ, ໄອອອນທີ່ຄິດຄ່າກົງກັນຂ້າມເຄື່ອນທີ່ພາຍໃນແບັດເຕີຣີຜ່ານເຄື່ອງໄຟຟ້າເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງການຮັບໃຊ້ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍຜ່ານວົງຈອນພາຍນອກແລະຜະລິດລະບົບສາມາດສາກໄຟໄດ້ແບບຍືນຍົງ. ເມື່ອສາກເຕັມແລ້ວ, canໍ້ໄຟສາມາດຖືກຕັດອອກຈາກວົງຈອນເພື່ອເກັບພະລັງງານທີ່ເປັນໄປໄດ້ທາງເຄມີໄວ້ໃຊ້ຕໍ່ມາເປັນໄຟຟ້າ.

ແບັດເຕີຣີໄດ້ຖືກປະດິດຂຶ້ນມາໃນປີ 1800, ແຕ່ຂະບວນການທາງເຄມີຂອງມັນສັບສົນ. ນັກວິທະຍາສາດກໍາລັງໃຊ້ເຄື່ອງມືໃto່ເພື່ອເຂົ້າໃຈຂະບວນການໄຟຟ້າແລະສານເຄມີຢູ່ໃນແບັດເຕີຣີເພື່ອຜະລິດລຸ້ນໃof່ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ, ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າ. ຕົວຢ່າງ, ເຂົາເຈົ້າກໍາລັງພັດທະນາວັດສະດຸປັບປຸງສໍາລັບ anodes, cathodes, ແລະ electrolytes ໃນແບັດເຕີຣີ. ນັກວິທະຍາສາດສຶກສາຂະບວນການໃນbatteriesໍ້ໄຟທີ່ສາມາດສາກໄດ້ເນື່ອງຈາກມັນບໍ່ສາມາດປີ້ນກັບໄດ້asົດຍ້ອນແບັດເຕີຣີຖືກສາກແລະgedົດແລ້ວ. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ການຂາດການປີ້ນກັບກັນທີ່ສົມບູນສາມາດປ່ຽນແປງທາງເຄມີແລະໂຄງສ້າງຂອງວັດສະດຸແບັດເຕີຣີໄດ້, ເຊິ່ງສາມາດຫຼຸດປະສິດທິພາບແລະຄວາມປອດໄພຂອງແບັດເຕີຣີລົງໄດ້.

ຂໍ້ເທັດຈິງການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າ
. ລາງວັນໂນແບລສາຂາເຄມີສາດປີ 2019 ໄດ້ມອບໃຫ້ຮ່ວມກັນກັບ John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham, ແລະ Akira Yoshino ເພື່ອພັດທະນາແບັດເຕີຣີ lithium-ion.
. Genome Electrolyte ທີ່ JCESR ໄດ້ຜະລິດຖານຂໍ້ມູນການຄໍານວນທີ່ມີຫຼາຍກວ່າ 26,000 ໂມເລກຸນທີ່ສາມາດໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຄຸນສົມບັດຂອງ electrolyte ທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບແບັດເຕີຣີໃadvanced່ທີ່ກ້າວ ໜ້າ.

ຫ້ອງການວິທະຍາສາດ & ການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າ
ການຄົ້ນຄວ້າສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ໂດຍຫ້ອງການວິທະຍາສາດຂອງກະຊວງສຶກສາທິການ, ຫ້ອງການວິທະຍາສາດພະລັງງານຂັ້ນພື້ນຖານ (BES) ໄດ້ໃຫ້ຜົນການປັບປຸງທີ່ ສຳ ຄັນໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າ. ແຕ່ພວກເຮົາຍັງຢູ່ໄກຈາກການແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານລຸ້ນຕໍ່ໄປໂດຍນໍາໃຊ້ວັດສະດຸຍີ່ຫໍ້ໃthat່ທີ່ສາມາດປັບປຸງພະລັງງານແບັດເຕີຣີໄດ້ຫຼາຍປານໃດ. ການເກັບຮັກສານີ້ແມ່ນມີຄວາມ ສຳ ຄັນຫຼາຍໃນການລວມແຫຼ່ງພະລັງງານທົດແທນເຂົ້າໃນການສະ ໜອງ ໄຟຟ້າຂອງພວກເຮົາ. ເນື່ອງຈາກວ່າການປັບປຸງເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີເປັນສິ່ງ ຈຳ ເປັນຕໍ່ກັບການ ນຳ ໃຊ້ລົດໄຟຟ້າແບບປລັກອິນຢ່າງແຜ່ຫຼາຍ, ການເກັບຮັກສາຍັງເປັນກຸນແຈ ສຳ ຄັນໃນການຫຼຸດຜ່ອນການເອື່ອຍອີງໃສ່ນ້ ຳ ມັນ ສຳ ລັບການຂົນສົ່ງຂອງພວກເຮົາ.

BES ສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ການຄົ້ນຄ້ວາໂດຍນັກວິທະຍາສາດສ່ວນບຸກຄົນແລະຢູ່ສູນທີ່ມີຫຼາຍວິໄນ. ສູນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນສູນຮ່ວມມືຄົ້ນຄ້ວາເກັບຮັກສາພະລັງງານ (JCESR), ສູນປະດິດສ້າງພະລັງງານຂອງ DOE. ສູນນີ້ສຶກສາວັດສະດຸແລະປະກົດການທາງໄຟຟ້າຢູ່ໃນລະດັບປະລໍາມະນູແລະໂມເລກຸນແລະໃຊ້ຄອມພິວເຕີເພື່ອຊ່ວຍອອກແບບວັດສະດຸໃnew່. ຄວາມຮູ້ໃThis່ນີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດສາມາດອອກແບບການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ປອດໄພກວ່າ, ໃຊ້ໄດ້ດົນກວ່າ, ສາກໄວແລະມີຄວາມສາມາດຫຼາຍກວ່າເກົ່າ. ເນື່ອງຈາກນັກວິທະຍາສາດສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ໂດຍໂຄງການ BES ບັນລຸຄວາມກ້າວ ໜ້າ ໃin່ໃນວິທະຍາສາດbatteryໍ້ໄຟ, ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກ ນຳ ໃຊ້ໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າແລະອຸດສາຫະ ກຳ ເພື່ອ ນຳ ໃຊ້ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ໃນການຂົນສົ່ງ, ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ການສື່ສານແລະຄວາມປອດໄພ.