ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ອັນໃຫຍ່ຫຼວງ ສຳ ລັບ Storage ass assMasslessâ Storage ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ: ແບັດເຕີຣີໃນໂຄງສ້າງທີ່ເຮັດໄດ້ດີກວ່າທຸກລຸ້ນກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ 10 ເທົ່າ

2021-06-18
TOPICS: ເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຍີ Chalmers, ພະລັງງານ, ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ເປັນທີ່ນິຍົມ
ໂດຍມະຫາວິທະຍາໄລ CHALMERS ຂອງເທັກໂນໂລຍີ MARCH ວັນທີ 24, 2021



ສ່ວນປະກອບຂອງbatteryໍ້ໄຟທີ່ມີໂຄງສ້າງບໍ່ສາມາດເກັບພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍເທົ່າກັບແບັດເຕີຣີ lithium-ion, ແຕ່ມີລັກສະນະຫຼາຍຢ່າງທີ່ເຮັດໃຫ້ພວກມັນມີສະ ເໜ່ ສູງສໍາລັບໃຊ້ໃນລົດແລະການນໍາໃຊ້ອື່ນ other. ເມື່ອແບັດເຕີຣີກາຍເປັນສ່ວນ ໜຶ່ງ ຂອງໂຄງສ້າງການແບກຫາບ, ມວນຂອງແບັດເຕີຣີ ly ˜ ˜ appe ຫາຍໄປ€™. ສິນເຊື່ອ: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology.

ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກມະຫາວິທະຍາໄລເທັກໂນໂລຍີ Chalmers ໄດ້ຜະລິດແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງທີ່ປະຕິບັດໄດ້ດີກ່ວາທຸກລຸ້ນກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ເຖິງສິບເທົ່າ. ມັນປະກອບດ້ວຍເສັ້ນໄຍກາກບອນທີ່ເຮັດ ໜ້າ ທີ່ເປັນເອເລັກໂຕຣນິກ, ຕົວນໍາ, ແລະວັດສະດຸທີ່ຮັບຜິດຊອບການໂຫຼດ. ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ດ້ານການຄົ້ນຄວ້າຫຼ້າສຸດຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ປູທາງໃຫ້ກັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານຢູ່ໃນຍານພາຫະນະແລະເຕັກໂນໂລຍີອື່ນ essential.

ແບັດເຕີຣີໃນລົດໄຟຟ້າທຸກມື້ນີ້ປະກອບເປັນສ່ວນໃຫຍ່ຂອງນໍ້າ ໜັກ ພາຫະນະ, ໂດຍບໍ່ໄດ້ເຮັດ ໜ້າ ທີ່ຮັບຜິດຊອບໃດilling. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງແມ່ນ ໜຶ່ງ ທີ່ໃຊ້ໄດ້ທັງເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານແລະເປັນສ່ວນ ໜຶ່ງ ຂອງໂຄງສ້າງ for €ຕົວຢ່າງ, ໃນຮ່າງກາຍລົດ. ອັນນີ້ເອີ້ນວ່າການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີມະຫາຊົນ, ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວ, ເພາະວ່ານໍ້າ ໜັກ ຂອງແບັດເຕີຣີishesົດໄປເມື່ອມັນກາຍເປັນສ່ວນ ໜຶ່ງ ຂອງໂຄງສ້າງທີ່ຮັບຜິດຊອບ. ການ ຄຳ ນວນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແບັດເຕີຣີສາກໄຟຟ້າປະເພດນີ້ສາມາດຫຼຸດນໍ້າ ໜັກ ຂອງລົດໄຟຟ້າໄດ້ຫຼາຍ.

ການພັດທະນາແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງຢູ່ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລເທັກໂນໂລຍີ Chalmers ໄດ້ດໍາເນີນການຄົ້ນຄ້ວາມາເປັນເວລາຫຼາຍປີ, ລວມທັງການຄົ້ນພົບກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເສັ້ນໄຍກາກບອນບາງປະເພດ. ນອກ ເໜືອ ໄປຈາກແຂງແລະແຂງແຮງ, ພວກມັນຍັງມີຄວາມສາມາດເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າໄດ້ດີທາງເຄມີ. ວຽກນີ້ໄດ້ຮັບການຕັ້ງຊື່ໂດຍ Physics World ວ່າເປັນ ໜຶ່ງ ໃນສິບຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທາງວິທະຍາສາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງປີ 2018.

ຄວາມພະຍາຍາມ ທຳ ອິດເພື່ອສ້າງແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງແມ່ນມີມາແຕ່ຕົ້ນປີ 2007, ແຕ່ມາຮອດປະຈຸບັນນີ້ມັນພິສູດໄດ້ຍາກທີ່ຈະຜະລິດແບັດເຕີຣີທີ່ມີທັງຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າແລະກົນຈັກທີ່ດີ.



ທ່ານJoໍ Johanna Xu ພ້ອມດ້ວຍຫ້ອງສາກແບັດເຕີຣີທີ່ຜະລິດຂຶ້ນມາໃin່ຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງປະສົມChalmersâ, ເຊິ່ງນາງສະແດງໃຫ້ Leif Asp. ເຊນປະກອບດ້ວຍຂົ້ວໄຟຟ້າເສັ້ນໄຍກາກບອນແລະຂົ້ວໄຟຟ້າທາດເຫຼັກ lithium ທາດເຫຼັກທີ່ແຍກອອກດ້ວຍຜ້າໃຍແກ້ວ, ທັງimpົດໄດ້ຖືກreັງດ້ວຍໄຟຟ້າຂອງແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງ ສຳ ລັບການປະສົມປະສານທາງກົນຈັກແລະໄຟຟ້າ. ແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງສາມອັນໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັນເປັນຊຸດແລະເປັນແຜ່ນເຄືອບເປັນສ່ວນປະກອບຂອງແຜ່ນໂລຫະປະສົມທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ແຕ່ລະເຊລ battery ແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງມີແຮງດັນເລັກນ້ອຍຂອງ 2.8 V. ແຜ່ນເຄືອບດ້ວຍແຮງດັນທັງofົດແມ່ນ 8.4 V ແລະຄວາມແຂງໃນຍົນມີພຽງແຕ່ 28 GPa. ສິນເຊື່ອ: Marcus Folino, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຍີ Chalmers.

ແຕ່ດຽວນີ້ການພັດທະນາໄດ້ກ້າວໄປຂ້າງ ໜ້າ ຢ່າງແທ້ຈິງ, ໂດຍມີນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ Chalmers, ຮ່ວມມືກັບສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຍີ KTH ໃນສະຕອກໂຮມ, ສະ ເໜີ ແບັດເຕີຣີໂຄງສ້າງທີ່ມີຄຸນສົມບັດຫຼາຍກວ່າສິ່ງໃດທີ່ຍັງບໍ່ທັນເຫັນ, ໃນດ້ານການເກັບພະລັງງານໄຟຟ້າ, ຄວາມແຂງແລະຄວາມແຂງແກ່ນ. . ປະສິດທິພາບການເຮັດວຽກຫຼາຍອັນຂອງມັນແມ່ນສູງກວ່າໂຄງສ້າງແບັດເຕີຣີຕົ້ນແບບ 10 ເທົ່າ.

ແບັດເຕີຣີມີຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານ 24 Wh/kg, meaningາຍເຖິງຄວາມຈຸປະມານ 20 ເປີເຊັນທຽບກັບແບັດເຕີຣີລິທຽມໄອອອນທີ່ມີຢູ່ໃນປະຈຸບັນ. ແຕ່ເນື່ອງຈາກນໍ້າ ໜັກ ຂອງພາຫະນະສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້ຫຼາຍ, ຕົວຢ່າງຈະຕ້ອງໃຊ້ພະລັງງານ ໜ້ອຍ ໃນການຂັບລົດໄຟຟ້າ, ຕົວຢ່າງ, ແລະຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານທີ່ຕໍ່າລົງກໍ່ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີຄວາມປອດໄພເພີ່ມຂຶ້ນ. ແລະດ້ວຍຄວາມແຂງຂອງ 25 GPa, batteryໍ້ໄຟໂຄງສ້າງສາມາດແຂ່ງຂັນກັບວັດສະດຸກໍ່ສ້າງອື່ນ used ທີ່ໃຊ້ກັນທົ່ວໄປແທ້ really.

attempts €œຄວາມພະຍາຍາມກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້batteriesໍ້ໄຟທີ່ມີໂຄງສ້າງໄດ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ຈຸລັງມີຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກທີ່ດີ, ຫຼືມີຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າດີ. ແຕ່ຢູ່ທີ່ນີ້, ການໃຊ້ເສັ້ນໄຍກາກບອນ, ພວກເຮົາປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການອອກແບບແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງທີ່ມີທັງຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມີການແຂ່ງຂັນແລະຄວາມແຂງແກ່ນ.



ລົດຖີບໄຟຟ້າຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ແລະເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຂອງຜູ້ບໍລິໂພກອາດຈະກາຍເປັນຄວາມຈິງໃນໄວ soon ນີ້

ແບັດເຕີຣີໃhas່ມີຂົ້ວໄຟຟ້າລົບທີ່ເຮັດດ້ວຍເສັ້ນໄຍກາກບອນ, ແລະຂົ້ວໄຟຟ້າໃນທາງບວກເຮັດຈາກແຜ່ນເຫຼັກອະລູມິນຽມເຄືອບດ້ວຍທາດເຫຼັກ lithium. ເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກແຍກອອກດ້ວຍຜ້າໃຍແກ້ວ, ໃນຕາຕະລາງ electrolyte. ເຖິງວ່າເຂົາເຈົ້າຈະປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການສ້າງແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງດີກວ່າແບັດເຕີຣີທັງpreviousົດກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ສິບເທົ່າ, ນັກຄົ້ນຄວ້າບໍ່ໄດ້ເລືອກວັດສະດຸເພື່ອທົດລອງແລະທໍາລາຍສະຖິຕິແທນ, ເຂົາເຈົ້າຕ້ອງການສືບສວນແລະເຂົ້າໃຈຜົນກະທົບຂອງສະຖາປັດຕະຍະກໍາຂອງວັດສະດຸແລະຄວາມ ໜາ ຕົວແຍກ.

ດຽວນີ້, ໂຄງການໃ,່, ທີ່ໄດ້ຮັບການສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ທຶນຈາກອົງການອາວະກາດແຫ່ງຊາດຂອງສວີເດນ, ກຳ ລັງ ດຳ ເນີນຢູ່, ບ່ອນທີ່ການປະຕິບັດງານຂອງແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງຈະເພີ່ມຂື້ນຕື່ມອີກ. ແຜ່ນອະລູມີນຽມຈະຖືກທົດແທນດ້ວຍເສັ້ນໄຍກາກບອນເປັນວັດສະດຸຮັບຜິດຊອບໃນຂົ້ວໄຟຟ້າໃນທາງບວກ, ສະ ໜອງ ທັງຄວາມແຂງແລະຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ຕົວແຍກເສັ້ນໃຍແກ້ວຈະຖືກແທນທີ່ດ້ວຍຕົວແປບາງ-, ເຊິ່ງຈະໃຫ້ຜົນດີຫຼາຍກວ່າ as € as ພ້ອມທັງຮອບວຽນການສາກທີ່ໄວຂຶ້ນ. ໂຄງການໃis່ຄາດວ່າຈະໃຫ້ ສຳ ເລັດພາຍໃນສອງປີ.

Leif Asp, ຜູ້ ນຳ ໂຄງການນີ້ຄືກັນ, ຄາດຄະເນວ່າແບັດເຕີຣີດັ່ງກ່າວສາມາດບັນລຸຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານ 75 Wh/kg ແລະຄວາມແຂງຂອງ 75 GPa. ອັນນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີແຂງແຮງເທົ່າກັບອາລູມີນຽມ, ແຕ່ມີນ້ ຳ ໜັກ ຫຼຸດລົງຫຼາຍສົມຄວນ.



Leif Asp, ອາຈານສອນຢູ່ພະແນກວິທະຍາສາດອຸດສາຫະ ກຳ ແລະວັດສະດຸ, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຍີ Chalmers. ລາວໄດ້ພິມເອກະສານສະບັບ ທຳ ອິດຂອງລາວກ່ຽວກັບbatteriesໍ້ໄຟໂຄງສ້າງໃນປີ 2010, ແລະມາຮອດປະຈຸບັນໄດ້ປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດໃນການສະແດງປະສິດທິພາບການເຮັດວຽກແບບຫຼາຍ ໜ້າ ວຽກຫຼາຍກ່ວາໃນຮູບແບບແບັດເຕີຣີໂຄງສ້າງກ່ອນ ໜ້າ ນີ້ເຖິງສິບເທົ່າ. ສິນເຊື່ອ: Marcus Folino, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຍີ Chalmers.

battery battery ແບັດເຕີຣີໂຄງສ້າງລຸ້ນຕໍ່ໄປມີທ່າແຮງອັນມະຫັດສະຈັນ. ຖ້າເຈົ້າເບິ່ງເທັກໂນໂລຍີຜູ້ບໍລິໂພກ, ມັນອາດຈະເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍພາຍໃນສອງສາມປີເພື່ອຜະລິດສະມາດໂຟນ, ແລັບທັອບຫຼືລົດຖີບໄຟຟ້າທີ່ມີນໍ້າ ໜັກ ເຄິ່ງ ໜຶ່ງ ເທົ່າກັບທຸກມື້ນີ້ແລະມີຄວາມກະທັດຮັດຫຼາຍກວ່າເກົ່າ, "Leif Asp ເວົ້າ.
ແລະໃນໄລຍະຍາວ, ມັນເປັນໄປໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນວ່າລົດໄຟຟ້າ, ຍົນພະລັງງານໄຟຟ້າແລະດາວທຽມຈະໄດ້ຮັບການອອກແບບແລະຂັບເຄື່ອນດ້ວຍແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງ.

are € e ພວກເຮົາມີຄວາມ ຈຳ ກັດແທ້ by ໂດຍຈິນຕະນາການຂອງພວກເຮົາທີ່ນີ້. ພວກເຮົາໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍຈາກຫຼາຍປະເພດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງບໍລິສັດໃນການເຊື່ອມຕໍ່ກັບການພິມເຜີຍແຜ່ບົດຄວາມວິທະຍາສາດຂອງພວກເຮົາໃນພາກສະ ໜາມ. Leif Asp ເວົ້າວ່າມີຄວາມສົນໃຈເປັນ ຈຳ ນວນຫຼວງຫຼາຍໃນອຸປະກອນທີ່ມີນ້ ຳ ໜັກ ເບົາ, ໃຊ້ໄດ້ຫຼາຍ ໜ້າ ວຽກເຫຼົ່ານີ້.

ເອກະສານອ້າງອີງ: ແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງແລະປະສິດທິພາບການໃຊ້ງານຂອງມັນໂດຍ Leif E. Asp, Karl Bouton, David Carlstedt, Shanghong Duan, Ross Harnden, Wilhelm Johannisson, Marcus Johansen, Mats KG Johansson, Göran Lindbergh, Fang Liu, Kevin Peuvot , Lynn M. Schneider, Johanna Xu ແລະ Dan Zenkert, 27 ມັງກອນ 2021, ການຄົ້ນຄວ້າພະລັງງານຂັ້ນສູງ & ຄວາມຍືນຍົງ.
DOI: 10.1002/ປີ 202000093

ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບ: ການຄົ້ນຄ້ວາກ່ຽວກັບbatteriesໍ້ໄຟໂຄງສ້າງ
ແບັດເຕີຣີທີ່ມີໂຄງສ້າງໃຊ້ເສັ້ນໄຍກາກບອນເປັນຂົ້ວໄຟຟ້າລົບ, ແລະແຜ່ນເຫຼັກອະລູມິນຽມເຄືອບຟອສເຟດເປັນທາດເຫຼັກເປັນຂົ້ວໄຟຟ້າບວກ. ເສັ້ນໄຍກາກບອນເຮັດ ໜ້າ ທີ່ເປັນເຈົ້າພາບຂອງ lithium ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ເນື່ອງຈາກເສັ້ນໄຍກາກບອນຍັງເປັນຜູ້ດໍາເນີນການເອເລັກໂຕຣນິກ, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບຕົວນໍາທອງແດງແລະເງິນແມ່ນຍັງຫຼີກລ່ຽງການຫຼຸດນໍ້າ ໜັກ ລົງຕື່ມອີກ. ທັງເສັ້ນໄຍກາກບອນແລະແຜ່ນອາລູມີນຽມປະກອບສ່ວນໃຫ້ກັບຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງbatteryໍ້ໄຟໂຄງສ້າງ. ວັດສະດຸຂົ້ວໄຟຟ້າທັງສອງອັນຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ແຍກດ້ວຍຜ້າໃຍແກ້ວໃນໂຄງສ້າງຂອງເອເລັກໂທຣນິກໄຟຟ້າໂຄງສ້າງ. ໜ້າ ທີ່ຂອງ electrolyte ແມ່ນເພື່ອຂົນສົ່ງທາດໄອອອນ lithium ລະຫວ່າງສອງຂົ້ວໄຟຟ້າຂອງແບັດເຕີຣີ, ແຕ່ຍັງເປັນການໂອນຄວາມແຮງກົນຈັກລະຫວ່າງເສັ້ນໃຍກາກບອນແລະພາກສ່ວນອື່ນ.

ໂຄງການດັ່ງກ່າວແມ່ນດໍາເນີນການຮ່ວມມືລະຫວ່າງມະຫາວິທະຍາໄລເທັກໂນໂລຍີ Chalmers ແລະສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຍີ KTH Royal, ມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກນິກສອງແຫ່ງທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງສວີເດນ. electrolyte ແບັດເຕີຣີໄດ້ຖືກພັດທະນາຢູ່ທີ່ KTH. ໂຄງການດັ່ງກ່າວພົວພັນກັບນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ 5 ສາຂາວິຊາທີ່ແຕກຕ່າງກັນຄື: ກົນຈັກວັດສະດຸ, ວິສະວະກໍາວັດສະດຸ, ໂຄງສ້າງນໍ້າ ໜັກ ເບົາ, ໃຊ້ໄຟຟ້າເຄມີແລະເຕັກໂນໂລຍີເສັ້ນໄຍແລະໂພລີເມີ. ການສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ທຶນໄດ້ມາຈາກໂຄງການຄົ້ນຄວ້າ Clean Sky II ຂອງຄະນະ ກຳ ມະການເອີຣົບ, ພ້ອມທັງກອງທັບອາກາດສະຫະລັດ.