Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր Ակիրա Յոշինո. լիթիումային մարտկոցը տասը տարի անց դեռևս կգերակշռի մարտկոցների արդյունաբերության մեջ

[Ապագայում լիթիումային մարտկոցների էներգիայի խտությունը կարող է հասնել հոսանքի 1.5-2 անգամի, ինչը նշանակում է, որ մարտկոցները կդառնան ավելի փոքր։]
Լիթիում-իոնային մարտկոցների արժեքի նվազեցման միջակայքը առավելագույնը 10%-ից 30% է։ Դժվար է կիսով չափ կրճատել գինը։
Սմարթֆոններից մինչև էլեկտրական մեքենաներ, մարտկոցների տեխնոլոգիան աստիճանաբար ներթափանցում է կյանքի բոլոր ոլորտներ: Այսպիսով, ի՞նչ ուղղությամբ կզարգանան ապագայի մարտկոցները և ի՞նչ փոփոխություններ կբերեն դրանք հասարակությանը: Հաշվի առնելով այս հարցերը՝ First Financial-ի թղթակիցը անցյալ ամիս հարցազրույց վերցրեց ճապոնացի գիտնական Ակիրա Յոշինոյից, ով այս տարի արժանացավ քիմիայի Նոբելյան մրցանակի լիթիում-իոնային մարտկոցների համար:
Յոշինոյի կարծիքով, լիթիում-իոնային մարտկոցները հաջորդ 10 տարիների ընթացքում կշարունակեն գերիշխել մարտկոցների արդյունաբերության մեջ: Նոր տեխնոլոգիաների զարգացումը, ինչպիսիք են արհեստական ​​բանականությունը և «իրերի ինտերնետը», «անհավանական» փոփոխություններ կբերի լիթիում-իոնային մարտկոցների կիրառման հեռանկարներում:
Անհավանական փոփոխություն
Երբ Յոշինոն ծանոթացավ «փոխադրելի» տերմինին, նա հասկացավ, որ հասարակությանը նոր մարտկոց է անհրաժեշտ։ 1983 թվականին Ճապոնիայում ստեղծվեց աշխարհի առաջին լիթիումային մարտկոցը։ Յոշինո Ակիրան արտադրեց աշխարհում առաջին լիցքավորվող լիթիում-իոնային մարտկոցի նախատիպը և ակնառու ներդրում կունենա ապագայում սմարթֆոններում և էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում լայնորեն օգտագործվող լիթիում-իոնային մարտկոցների մշակման գործում։
Անցյալ ամիս Ակիրա Յոշինոն «No. 1 Financial Journalist»-ին տված բացառիկ հարցազրույցում ասել էր, որ Նոբելյան մրցանակի արժանանալու մասին իմանալուց հետո «իրական զգացմունքներ չունի»։ «Հետագայում լիարժեք հարցազրույցները ինձ շատ զբաղված դարձրին, և ես չէի կարող չափազանց ուրախ լինել», - ասել է Ակիրա Յոշինոն։ «Սակայն, քանի որ դեկտեմբերին մրցանակները ստանալու օրը մոտենում է, մրցանակների իրականությունն ավելի է ամրապնդվում»։
Վերջին 30 տարիների ընթացքում 27 ճապոնացի կամ ճապոնացի գիտնականներ են արժանացել քիմիայի Նոբելյան մրցանակի, սակայն նրանցից միայն երկուսը, այդ թվում՝ Ակիրա Յոշինոն, մրցանակներ են ստացել որպես կորպորատիվ հետազոտողներ: «Ճապոնիայում հետազոտական ​​ինստիտուտների և համալսարանների հետազոտողները, որպես կանոն, մրցանակներ են ստանում, և ոլորտի քիչ կորպորատիվ հետազոտողներ են մրցանակներ ստացել», - «Առաջին ֆինանսական լրագրող»-ին ասել է Ակիրա Յոշինոն: Նա նաև ընդգծել է ոլորտի ակնկալիքները: Նա կարծում է, որ ընկերության ներսում շատ Նոբելյան մակարդակի հետազոտություններ կան, բայց ճապոնական արդյունաբերությունը պետք է բարելավի իր ղեկավարությունը և արդյունավետությունը:
Յոշինո Ակիրան կարծում է, որ նոր տեխնոլոգիաների, ինչպիսիք են արհեստական ​​բանականությունը և «իրերի ինտերնետը», զարգացումը «անհավանական» փոփոխություններ կբերի լիթիում-իոնային մարտկոցների կիրառման հեռանկարներում: Օրինակ, ծրագրային ապահովման զարգացումը կարագացնի մարտկոցների նախագծման գործընթացը և նոր նյութերի մշակումը, և կարող է ազդել մարտկոցի օգտագործման վրա՝ թույլ տալով այն օգտագործել լավագույն միջավայրում:
Յոշինո Ակիրան նույնպես շատ մտահոգված է իր հետազոտության ներդրմամբ կլիմայի փոփոխության գլոբալ խնդիրների լուծման գործում: Նա «Առաջին ֆինանսական լրագրողին» ասել է, որ մրցանակը ստացել է երկու պատճառով: Առաջինը՝ խելացի բջջային հասարակության զարգացմանը նպաստելու համար, երկրորդը՝ գլոբալ շրջակա միջավայրի պաշտպանության կարևոր միջոց ապահովելու համար: «Շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործում ներդրումը ապագայում ավելի ու ավելի ակնհայտ կդառնա: Միևնույն ժամանակ, սա նաև հիանալի բիզնես հնարավորություն է», - ֆինանսական լրագրողին ասել է Ակիրա Յոշինոն:
Յոշինո Ակիրան Մեյջո համալսարանում դասախոսության ժամանակ՝ որպես պրոֆեսոր, ուսանողներին ասել է, որ հաշվի առնելով հանրության բարձր սպասումները վերականգնվող էներգիայի և մարտկոցների օգտագործման վերաբերյալ՝ որպես գլոբալ տաքացման հակազդեցության միջոց, ինքը կներկայացնի իր սեփական տեղեկատվությունը, ներառյալ շրջակա միջավայրի հարցերի վերաբերյալ մտքերը։
Ո՞վ կտիրի մարտկոցների արդյունաբերությանը
Մարտկոցների տեխնոլոգիայի զարգացումը էներգետիկ հեղափոխություն առաջացրեց։ Սմարթֆոններից մինչև էլեկտրական մեքենաներ, մարտկոցների տեխնոլոգիան ամենուրեք է՝ փոխելով մարդկանց կյանքի բոլոր կողմերը։ Արդյո՞ք ապագայի մարտկոցը կդառնա ավելի հզոր և ավելի ցածր գնով, դա կազդի մեզանից յուրաքանչյուրի վրա։
Ներկայումս արդյունաբերությունը հանձնառու է բարելավել մարտկոցի անվտանգությունը՝ միաժամանակ մեծացնելով մարտկոցի էներգիայի խտությունը: Մարտկոցի աշխատանքի բարելավումը նաև օգնում է լուծել կլիմայի փոփոխության խնդիրը՝ վերականգնվող էներգիայի օգտագործման միջոցով:
Յոշինոյի կարծիքով, լիթիում-իոնային մարտկոցները կշարունակեն գերիշխել մարտկոցների արդյունաբերության մեջ հաջորդ 10 տարիների ընթացքում, սակայն նոր տեխնոլոգիաների զարգացումն ու վերելքը նույնպես կշարունակեն ամրապնդել արդյունաբերության գնահատականը և հեռանկարները: Յոշինո Ակիրան «First Business News»-ին ասել է, որ լիթիումային մարտկոցների էներգիայի խտությունը ապագայում կարող է հասնել հոսանքի 1,5-2 անգամի, ինչը նշանակում է, որ մարտկոցը կդառնա ավելի փոքր: «Սա նվազեցնում է նյութը և, հետևաբար, նվազեցնում է արժեքը, բայց նյութի արժեքի զգալի նվազում չի լինի»: Նա ասել է. «Լիթիում-իոնային մարտկոցների արժեքի նվազումը առավելագույնը 10%-ից 30% է: Գինը կիսով չափ կրճատելն ավելի դժվար է»:
Արդյո՞ք էլեկտրոնային սարքերը ապագայում ավելի արագ կլիցքավորվեն։ Ի պատասխան՝ Ակիրա Յոշինոն ասաց, որ բջջային հեռախոսը լցվում է 5-10 րոպեում, ինչը ձեռք է բերվել լաբորատորիայում։ Սակայն արագ լիցքավորումը պահանջում է ուժեղ լարում, ինչը կազդի մարտկոցի աշխատանքի վրա։ Իրականում շատ իրավիճակներում մարդիկ կարող են կարիք չունենալ հատկապես արագ լիցքավորելու։
Վաղ կապարաթթվային մարտկոցներից մինչև նիկել-մետաղական հիդրիդային մարտկոցներ, որոնք ճապոնական ընկերությունների, ինչպիսին է Toyota-ն, հիմնական բաղադրիչներն են, և մինչև Tesla Roaster-ի կողմից 2008 թվականին օգտագործված լիթիում-իոնային մարտկոցները, ավանդական հեղուկ լիթիում-իոնային մարտկոցները տասը տարի գերիշխել են էլեկտրական մարտկոցների շուկայում: Ապագայում էներգիայի խտության և անվտանգության պահանջների ու ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցների տեխնոլոգիայի միջև հակասությունը գնալով ավելի ակնհայտ կդառնա:
Արտասահմանյան ընկերությունների կողմից իրականացված փորձարկումների և պինդ վիճակի մարտկոցների արտադրանքի վերաբերյալ ի պատասխան՝ Ակիրա Յոշինոն ասել է. «Կարծում եմ՝ պինդ վիճակի մարտկոցները ներկայացնում են ապագայի ուղղությունը, և դեռ շատ տեղ կա կատարելագործման համար։ Հուսով եմ՝ շուտով նոր առաջընթաց կտեսնեմ»։
Նա նաև ասաց, որ պինդ վիճակի մարտկոցները տեխնոլոգիապես նման են լիթիում-իոնային մարտկոցներին։ «Տեխնոլոգիայի կատարելագործման շնորհիվ լիթիում-իոնային լողի արագությունը վերջապես կարող է հասնել ներկայիս արագության մոտ 4 անգամ գերազանցող արագության», - ասաց Ակիրա Յոշինոն «First Business News»-ի լրագրողին։
Պինդ վիճակի մարտկոցները լիթիում-իոնային մարտկոցներ են, որոնք օգտագործում են պինդ վիճակի էլեկտրոլիտներ: Քանի որ պինդ վիճակի էլեկտրոլիտները փոխարինում են ավանդական լիթիում-իոնային մարտկոցներում պոտենցիալ պայթյունավտանգ օրգանական էլեկտրոլիտին, սա լուծում է երկու հիմնական խնդիր՝ բարձր էներգիայի խտություն և բարձր անվտանգության կատարողականություն: Պինդ վիճակի էլեկտրոլիտներն օգտագործվում են նույն էներգիայով: Էլեկտրոլիտին փոխարինող մարտկոցն ունի ավելի բարձր էներգիայի խտություն, միևնույն ժամանակ ունի ավելի մեծ հզորություն և ավելի երկար օգտագործման ժամանակ, ինչը լիթիումային մարտկոցների հաջորդ սերնդի զարգացման միտումն է:
Սակայն պինդ վիճակում գտնվող մարտկոցները նաև բախվում են այնպիսի մարտահրավերների, ինչպիսիք են ծախսերի կրճատումը, պինդ էլեկտրոլիտների անվտանգության բարելավումը և էլեկտրոդների ու էլեկտրոլիտների միջև շփման պահպանումը լիցքավորման ու լիցքաթափման ընթացքում: Ներկայումս շատ համաշխարհային հսկա ավտոմոբիլային ընկերություններ մեծ ներդրումներ են կատարում պինդ վիճակում գտնվող մարտկոցների հետազոտությունների և զարգացման մեջ: Օրինակ՝ Toyota-ն մշակում է պինդ վիճակում գտնվող մարտկոց, սակայն արժեքը չի բացահայտվում: Հետազոտական ​​հաստատությունները կանխատեսում են, որ մինչև 2030 թվականը պինդ վիճակում գտնվող մարտկոցների համաշխարհային պահանջարկը, կանխատեսումների համաձայն, կմոտենա 500 ԳՎտժ-ի:
Ակիրա Յոշինոյի հետ Նոբելյան մրցանակը կիսած պրոֆեսոր Ուիթինգհեմն ասել է, որ պինդ վիճակի մարտկոցները կարող են առաջինը լինել, որոնք կօգտագործվեն փոքր էլեկտրոնիկայում, ինչպիսիք են սմարթֆոնները։ «Քանի որ դեռևս կան մեծ խնդիրներ մեծածավալ համակարգերի կիրառման հարցում», - ասել է պրոֆեսոր Ուիթինգհեմը։