Bayanin Edita: Fasahar lantarki ita ce makomar ƙasa mai kore, kuma fasahar batir ita ce ginshiƙin fasahar lantarki kuma mabuɗin takaita babban ci gaban fasahar lantarki. Fasahar batir ta yau da kullun ita ce batirin lithium-ion, waɗanda ke da ingantaccen yawan kuzari da inganci mai yawa. Duk da haka, lithium wani abu ne mai wuya wanda ke da tsada da ƙarancin albarkatu. A lokaci guda, yayin da amfani da hanyoyin samar da makamashi mai sabuntawa ke ƙaruwa, yawan kuzarin batir na lithium-ion bai isa ba. Ta yaya za a mayar da martani? Mayank Jain ya yi nazari kan wasu fasahar batir da za a iya amfani da su a nan gaba. An buga labarin asali a kan matsakaici tare da taken: Makomar Fasahar Batir
Duniya cike take da makamashi, kuma muna yin duk abin da za mu iya don kamawa da kuma amfani da wannan makamashin yadda ya kamata. Duk da cewa mun yi aiki mafi kyau a sauyin da muka samu zuwa makamashin da ake sabuntawa, ba mu sami ci gaba sosai ba wajen adana makamashi.
A halin yanzu, mafi girman ma'aunin fasahar batirin shine batirin lithium-ion. Wannan batirin yana da mafi kyawun ƙarfin kuzari, ingantaccen aiki (kimanin kashi 99%), da tsawon rai.
To me ke faruwa? Yayin da makamashin da muke sabuntawa ke ci gaba da ƙaruwa, yawan kuzarin batirin lithium-ion bai isa ba.
Tunda za mu iya ci gaba da samar da batura a cikin rukuni-rukuni, wannan ba abu ne mai girma ba, amma matsalar ita ce lithium ƙarfe ne mai wahalar samu, don haka farashinsa ba shi da ƙasa. Duk da cewa farashin samar da batura yana raguwa, buƙatar adana makamashi ma yana ƙaruwa cikin sauri.
Mun kai wani matsayi inda da zarar an ƙera batirin lithium ion, zai yi babban tasiri ga masana'antar makamashi.
Yawan makamashin da ake samu daga man fetur a duniya gaskiya ne, kuma wannan babban abin da ke kawo cikas ga sauyin da ake samu zuwa dogaro da makamashin da ake sabuntawa. Muna buƙatar batura waɗanda ke fitar da makamashi fiye da nauyinmu.
Yadda batirin lithium-ion ke aiki
Tsarin aiki na batirin lithium yayi kama da batirin sinadarai na AA ko AAA na yau da kullun. Suna da tashoshin anode da cathode, da kuma electrolyte a tsakani. Ba kamar batirin yau da kullun ba, amsawar fitarwa a cikin batirin lithium-ion yana iya canzawa, don haka ana iya sake caji batirin akai-akai.
An yi cathode (+ terminal) da lithium iron phosphate, anode (-terminal) an yi shi da graphite, kuma graphite an yi shi da carbon. Wutar lantarki kawai kwararar electrons ce. Waɗannan batura suna samar da wutar lantarki ta hanyar motsa ions na lithium tsakanin anode da cathode.
Idan aka caji ions ɗin, ions ɗin suna motsawa zuwa anode, kuma idan aka fitar da su, ions ɗin suna gudu zuwa cathode.
Wannan motsi na ions yana haifar da motsi na electrons a cikin da'irar, don haka motsi na lithium ion da motsi na electrons suna da alaƙa.
Batirin silicon anode
Manyan kamfanonin kera motoci kamar BMW sun zuba jari wajen samar da batirin silicon anode. Kamar batirin lithium-ion na yau da kullun, waɗannan batirin suna amfani da lithium anode, amma maimakon anode mai tushen carbon, suna amfani da silicon.
A matsayin anode, silicon ya fi graphite kyau domin yana buƙatar atom ɗin carbon guda 4 don ɗaukar lithium, kuma atom ɗin silicon guda 1 zai iya ɗaukar ions ɗin lithium guda 4. Wannan babban haɓakawa ne ... yana sa silicon ya fi ƙarfi sau 3 fiye da graphite.
Duk da haka, amfani da lithium har yanzu takobi ne mai kaifi biyu. Wannan kayan har yanzu yana da tsada, amma kuma yana da sauƙi a canja wurin samar da kayayyaki zuwa ƙwayoyin silicon. Idan batirin ya bambanta gaba ɗaya, dole ne a sake fasalin masana'antar gaba ɗaya, wanda zai sa a ɗan rage kyawun sauyawa.
Ana yin sinadarin silicon ta hanyar sarrafa yashi don samar da sinadarin silicon mai tsabta, amma babbar matsalar da masu bincike ke fuskanta a yanzu ita ce sinadarin silicon yana kumbura idan aka yi amfani da shi. Wannan na iya sa batirin ya lalace da sauri. Haka kuma yana da wuya a samar da sinadarin anode mai yawa.
Batirin Graphene
Graphene wani nau'in carbon flake ne wanda ke amfani da kayan aiki iri ɗaya kamar fensir, amma yana ɗaukar lokaci mai tsawo don haɗa graphite zuwa flakes. Ana yaba wa Graphene saboda kyakkyawan aikinsa a lokuta da yawa na amfani, kuma batura suna ɗaya daga cikinsu.
Wasu kamfanoni suna aiki akan batirin graphene wanda za'a iya caji sosai cikin mintuna kuma a fitar da shi cikin sauri sau 33 fiye da batirin lithium-ion. Wannan yana da matuƙar amfani ga motocin lantarki.
Batirin kumfa
A halin yanzu, batirin gargajiya suna da girma biyu. Ko dai an tara su kamar batirin lithium ko kuma an naɗe su kamar batirin AA ko lithium-ion na yau da kullun.
Batirin kumfa sabon tsari ne wanda ya ƙunshi motsi na cajin lantarki a cikin sararin samaniya na 3D.
Wannan tsari mai girma uku zai iya hanzarta lokacin caji da kuma ƙara yawan kuzari, waɗannan su ne muhimman halaye na batirin. Idan aka kwatanta da yawancin sauran batura, batura masu kumfa ba su da wani sinadarin ruwa mai cutarwa.
Batirin kumfa yana amfani da sinadaran lantarki masu ƙarfi maimakon na lantarki masu ruwa. Wannan na'urar lantarki ba wai kawai tana gudanar da ions na lithium ba, har ma tana rufe wasu na'urorin lantarki.
An yi sinadarin anode da ke riƙe da cajin batirin da ba shi da kyau, wanda aka yi da tagulla mai kumfa, kuma an shafa shi da kayan aiki da ake buƙata.
Sannan a shafa wani sinadari mai ƙarfi a kusa da anode.
A ƙarshe, ana amfani da abin da ake kira "manna mai kyau" don cike gibin da ke cikin batirin.
Batirin Aluminum Oxide
Waɗannan batura suna da ɗaya daga cikin manyan ƙarfin makamashi na kowace batura. Ƙarfinsa ya fi ƙarfi da sauƙi fiye da batirin lithium-ion na yanzu. Wasu mutane suna da'awar cewa waɗannan batura na iya samar da kilomita 2,000 na motocin lantarki. Menene wannan ra'ayi? Don tunani, matsakaicin zangon tafiya na Tesla shine kusan kilomita 600.
Matsalar waɗannan batura ita ce ba za a iya caji su ba. Suna samar da aluminum hydroxide kuma suna fitar da makamashi ta hanyar amsawar aluminum da oxygen a cikin electrolyte mai tushen ruwa. Amfani da batura yana amfani da aluminum a matsayin anode.
Batirin sodium
A halin yanzu, masana kimiyya na Japan suna aiki kan samar da batura waɗanda ke amfani da sodium maimakon lithium.
Wannan zai kawo cikas, domin a ka'ida, batirin sodium ya fi batirin lithium inganci sau 7. Wani babban fa'ida kuma ita ce sodium ita ce sinadari na shida mafi arziki a cikin ma'ajiyar duniya, idan aka kwatanta da lithium, wanda ba kasafai ake samunsa ba.
Lokacin Saƙo: Disamba-02-2019