[Dh’fhaodadh dùmhlachd lùtha bataraidhean lithium san àm ri teachd ruighinn 1.5 uiread gu 2 uiread an t-sruth, agus tha sin a’ ciallachadh gum bi na bataraidhean nas lugha.]
[Chan eil an raon lùghdachaidh cosgais airson bataraidhean lithium-ion ach eadar 10% agus 30%. Tha e doirbh a’ phrìs a ghearradh na leth.]
Bho fhònaichean sgairteil gu càraichean dealain, tha teicneòlas bataraidh mean air mhean a’ dol a-steach do gach taobh de bheatha. Mar sin, dè an taobh a leasaicheas bataraidh san àm ri teachd agus dè na h-atharrachaidhean a bheir e don chomann-shòisealta? Leis na ceistean sin san amharc, rinn neach-aithris First Financial agallamh air a’ mhìos a chaidh le Akira Yoshino, neach-saidheans Iapanach a choisinn Duais Nobel ann an Ceimigeachd airson bataraidhean lithium-ion am-bliadhna.
A rèir Yoshino, bidh bataraidhean lithium-ion fhathast a’ faighinn làmh an uachdair ann an gnìomhachas nam bataraidhean anns na 10 bliadhna a tha romhainn. Bheir leasachadh theicneòlasan ùra leithid inntleachd shaorga agus an t-Eadar-lìon Rudan atharrachaidhean “do-chreidsinneach” air cothroman tagraidh bataraidhean lithium-ion.
Atharrachadh do-chreidsinneach
Nuair a dh’fhàs Yoshino mothachail air an teirm “so-ghiùlain”, thuig e gu robh feum aig a’ chomann-shòisealta air bataraidh ùr. Ann an 1983, rugadh a’ chiad bataraidh lithium san t-saoghal ann an Iapan. Rinn Yoshino Akira a’ chiad phròtaip san t-saoghal de bataraidh lithium-ion ath-luchdaichte, agus nì e tabhartas air leth do leasachadh bataraidhean lithium-ion a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann am fònaichean sgairteil agus carbadan dealain san àm ri teachd.
An mìos a chaidh, thuirt Akira Yoshino ann an agallamh sònraichte le Neach-naidheachd Ionmhais Àireamh 1, às dèidh dha ionnsachadh gun do bhuannaich e Duais Nobel, nach eil “fìor fhaireachdainnean” aige. “Rinn na h-agallamhan slàn às dèidh sin mi glè thrang, agus cha b’ urrainn dhomh a bhith ro thoilichte.” thuirt Akira Yoshino. “Ach mar a tha latha nan duaisean fhaighinn san Dùbhlachd a’ tighinn nas fhaisge, tha fìrinn nan duaisean air fàs nas làidire.”
Anns na 30 bliadhna a dh’fhalbh, tha 27 sgoilear Iapanach no Iapanach air Duais Nobel ann an Ceimigeachd a chosnadh, ach chan eil ach dithis dhiubh, Akira Yoshino nam measg, air duaisean fhaighinn mar luchd-rannsachaidh corporra. “Ann an Iapan, mar as trice bidh luchd-rannsachaidh bho ionadan rannsachaidh agus oilthighean a’ faighinn duaisean, agus chan eil mòran luchd-rannsachaidh corporra bhon ghnìomhachas air duaisean a chosnadh.” thuirt Akira Yoshino ris a’ Chiad Neach-naidheachd Ionmhais. Chuir e cuideam cuideachd air dùilean na gnìomhachais. Tha e den bheachd gu bheil tòrr rannsachaidh aig ìre Nobel taobh a-staigh a’ chompanaidh, ach bu chòir do ghnìomhachas Iapanach a cheannardas agus a èifeachdas a leasachadh.
Tha Yoshino Akira den bheachd gun toir leasachadh theicneòlasan ùra leithid inntleachd shaorga agus an t-Eadar-lìon Rudan atharrachaidhean “do-chreidsinneach” air cothroman tagraidh bataraidhean lithium-ion. Mar eisimpleir, luathaichidh adhartas bathar-bog pròiseas dealbhaidh bataraidhean agus leasachadh stuthan ùra, agus faodaidh e buaidh a thoirt air cleachdadh a’ bhataraidh, a’ leigeil leis a’ bhataraidh a bhith air a chleachdadh san àrainneachd as fheàrr.
Tha dragh mòr air Yoshino Akira cuideachd mu tabhartas an rannsachaidh aige do bhith a’ fuasgladh chùisean atharrachadh clìomaid cruinneil. Thuirt e ris a’ Chiad Neach-naidheachd Ionmhais gun deach an duais a thoirt dha airson dà adhbhar. Is e a’ chiad fhear cur ri leasachadh comann-sòisealta gluasadach snasail; is e an dàrna fear dòigh chudromach a thoirt seachad airson an àrainneachd chruinneil a dhìon. “Bidh a’ tabhartas do dhìon na h-àrainneachd a’ sìor fhàs follaiseach san àm ri teachd. Aig an aon àm, tha seo cuideachd na chothrom gnìomhachais math.” thuirt Akira Yoshino ri neach-aithris ionmhais.
Thuirt Yoshino Akira ri oileanaich aig òraid aig Oilthigh Meijo mar ollamh, leis na dùilean àrda a th’ aig a’ phoball airson cleachdadh lùth ath-nuadhachail agus bataraidhean mar cheum an-aghaidh blàthachadh na cruinne, gun toireadh e seachad a chuid fiosrachaidh fhèin, a’ gabhail a-steach smuaintean air cùisean àrainneachd.
Cò a bhios os cionn gnìomhachas nam bataraidhean
Chuir leasachadh teicneòlas bataraidh ar-a-mach lùtha air bhog. Bho fhònaichean sgairteil gu càraichean dealain, tha teicneòlas bataraidh anns a h-uile àite, ag atharrachadh a h-uile taobh de bheatha dhaoine. Co-dhiù an tèid bataraidh san àm ri teachd a dhèanamh nas cumhachdaiche agus nas saoire, bidh sin a’ toirt buaidh oirnn uile.
An-dràsta, tha an gnìomhachas dealasach a thaobh sàbhailteachd a’ bhataraidh a leasachadh agus dùmhlachd lùtha a’ bhataraidh a mheudachadh aig an aon àm. Bidh leasachadh coileanadh bataraidh cuideachd a’ cuideachadh le bhith a’ dèiligeadh ri atharrachadh clìomaid tro bhith a’ cleachdadh lùth ath-nuadhachail.
Ann am beachd Yoshino, bidh bataraidhean lithium-ion fhathast a’ faighinn làmh an uachdair ann an gnìomhachas nam bataraidhean anns na 10 bliadhna a tha romhainn, ach cumaidh leasachadh is àrdachadh theicneòlasan ùra orra a’ neartachadh luach is ro-shealladh na gnìomhachais. Thuirt Yoshino Akira ri First Business News gum faodadh dùmhlachd lùtha bataraidhean lithium san àm ri teachd ruighinn 1.5 uiread gu 2 uiread an t-sruth, a tha a’ ciallachadh gum bi am bataraidh nas lugha. “Tha seo a’ lughdachadh an stuth agus mar sin a’ lughdachadh a’ chosgais, ach cha bhith lùghdachadh mòr ann an cosgais an stuth.” Thuirt e, “Chan eil an lùghdachadh ann an cosgais bataraidhean lithium-ion aig a’ char as motha eadar 10% agus 30%. Tha e nas duilghe a bhith airson a’ phrìs a ghearradh na leth.”
An tèid innealan dealanach a chur air cosgais nas luaithe san àm ri teachd? Mar fhreagairt, thuirt Akira Yoshino gu bheil fòn-làimhe làn ann an 5-10 mionaidean, rud a chaidh a choileanadh san obair-lann. Ach feumaidh cosgais luath bholtaids làidir, a bheir buaidh air beatha bataraidh. Ann am mòran shuidheachaidhean ann an da-rìribh, is dòcha nach fheum daoine cosgais a dhèanamh gu sònraichte luath.
Bho na bataraidhean luaidhe-aigéid tràtha, gu na bataraidhean nicil-mheatailt hydride a tha nam prìomh thaic do chompanaidhean Iapanach leithid Toyota, chun na bataraidhean lithium-ion a chleachd Tesla Roaster ann an 2008, tha bataraidhean lithium-ion leaghaidh traidiseanta air a bhith a’ faighinn làmh an uachdair air margaidh bataraidhean cumhachd airson deich bliadhna. San àm ri teachd, bidh an eas-aonta eadar dùmhlachd lùtha agus riatanasan sàbhailteachd agus teicneòlas bataraidhean lithium-ion traidiseanta a’ sìor fhàs follaiseach.
Mar fhreagairt do dheuchainnean agus toraidhean bataraidhean cruaidh-staid bho chompanaidhean thall thairis, thuirt Akira Yoshino: “Tha mi a’ smaoineachadh gu bheil bataraidhean cruaidh-staid a’ riochdachadh stiùireadh san àm ri teachd, agus tha mòran rùm ann fhathast airson leasachadh. Tha mi an dòchas adhartas ùr fhaicinn a dh’ aithghearr.”
Thuirt e cuideachd gu bheil bataraidhean staid-chruaidh coltach ri bataraidhean lithium-ion ann an teicneòlas. “Tro leasachadh teicneòlais, faodaidh astar snàmh lithium-ion ruighinn mu 4 uiread an astar làithreach mu dheireadh.” thuirt Akira Yoshino ri neach-aithris aig First Business News.
Is e bataraidhean cruaidh-staid bataraidhean lithium-ion a bhios a’ cleachdadh electrolytes cruaidh-staid. Leis gu bheil electrolytes cruaidh-staid a’ dol an àite an electrolyte organach a dh’ fhaodadh a bhith spreadhaidh ann am bataraidhean lithium-ion traidiseanta, tha seo a’ fuasgladh an dà phrìomh dhuilgheadas de dùmhlachd lùtha àrd agus coileanadh sàbhailteachd àrd. Tha electrolytes cruaidh-staid air an cleachdadh aig an aon lùth. Tha dùmhlachd lùtha nas àirde aig a’ bhataraidh a thèid an àite an electrolyte, aig an aon àm tha cumhachd nas motha agus ùine cleachdaidh nas fhaide aice, agus is e sin gluasad leasachaidh an ath ghinealaich de bataraidhean lithium.
Ach tha dùbhlain cuideachd mu choinneamh bataraidhean cruaidh-staid leithid cosgaisean a lughdachadh, sàbhailteachd electrolytes cruaidh a leasachadh, agus conaltradh a chumail eadar electrodan agus electrolytes rè cosgais is dì-luchdachadh. An-dràsta, tha mòran chompanaidhean chàraichean mòra cruinneil a’ tasgadh gu mòr ann an R&D airson bataraidhean cruaidh-staid. Mar eisimpleir, tha Toyota a’ leasachadh bataraidh cruaidh-staid, ach chan eil a’ chosgais air fhoillseachadh. Tha ionadan rannsachaidh a’ ro-innse gum bi iarrtas cruinneil airson bataraidhean cruaidh-staid a’ tighinn faisg air 500 GWh ro 2030.
Thuirt an t-Ollamh Whitingham, a roinn Duais Nobel le Akira Yoshino, gum faodadh bataraidhean staid-chruaidh a bhith mar a’ chiad fheadhainn a thèid a chleachdadh ann an electronics beaga leithid fònaichean sgairteil. “Leis gu bheil duilgheadasan mòra ann fhathast ann a bhith a’ cur siostaman mòra an sàs," thuirt an t-Ollamh Wittingham.
Àm puist: 16 Dùbhlachd 2019