ნობელის პრემიის ლაურეატი აკირა იოშინო: ლითიუმის ბატარეა ათ წელიწადშიც კი დომინირებს ბატარეების ინდუსტრიაში

[ლითიუმის ბატარეების ენერგიის სიმკვრივემ მომავალში შესაძლოა დენზე 1.5-დან 2-ჯერ მეტი მიაღწიოს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ბატარეები უფრო პატარა გახდება.]
[ლითიუმ-იონური აკუმულატორების ღირებულების შემცირების დიაპაზონი მაქსიმუმ 10%-დან 30%-მდეა. ფასის განახევრება რთულია.]
სმარტფონებიდან ელექტრომობილებამდე, ელემენტების ტექნოლოგია თანდათან აღწევს ცხოვრების ყველა ასპექტში. მაშ, რა მიმართულებით განვითარდება მომავლის ელემენტები და რა ცვლილებებს მოუტანს ის საზოგადოებას? ამ კითხვების გათვალისწინებით, გასულ თვეში, „First Financial“-ის რეპორტიორმა ინტერვიუ ჩაწერა იაპონელ მეცნიერ აკირა იოშინოსთან, რომელმაც წელს ლითიუმ-იონური ელემენტებისთვის ქიმიის დარგში ნობელის პრემია მოიპოვა.
იოშინოს აზრით, ლითიუმ-იონური აკუმულატორები მომდევნო 10 წლის განმავლობაშიც დომინირებენ აკუმულატორების ინდუსტრიაში. ახალი ტექნოლოგიების, როგორიცაა ხელოვნური ინტელექტი და ნივთების ინტერნეტი, განვითარება „წარმოუდგენელ“ ცვლილებებს მოიტანს ლითიუმ-იონური აკუმულატორების გამოყენების პერსპექტივებში.
წარმოუდგენელი ცვლილება
როდესაც იოშინომ გაიგო ტერმინი „პორტატულის“ შესახებ, მან გააცნობიერა, რომ საზოგადოებას ახალი აკუმულატორი სჭირდებოდა. 1983 წელს იაპონიაში მსოფლიოში პირველი ლითიუმის აკუმულატორი დაიბადა. იოშინო აკირამ შექმნა მსოფლიოში პირველი დატენვადი ლითიუმ-იონური აკუმულატორის პროტოტიპი და მნიშვნელოვან წვლილს შეიტანს მომავალში სმარტფონებსა და ელექტრომობილებში ფართოდ გამოყენებული ლითიუმ-იონური აკუმულატორების შემუშავებაში.
გასულ თვეში, No. 1 Financial Journalist-თან ექსკლუზიურ ინტერვიუში აკირა იოშინომ განაცხადა, რომ ნობელის პრემიის მოპოვების შესახებ ინფორმაციის მიღების შემდეგ, მას „რეალური გრძნობები არ გააჩნია“. „მოგვიანებით ჩატარებულმა სრულმა ინტერვიუებმა ძალიან დამაკავა და ძალიან გამახარა“, - თქვა აკირა იოშინომ. „მაგრამ, რაც უფრო ახლოვდება დეკემბერში ჯილდოების მიღების დღე, მით უფრო მეტად ცხადი ხდება ჯილდოების რეალობა“.
ბოლო 30 წლის განმავლობაში, 27 იაპონელმა ან იაპონელმა მეცნიერმა მოიპოვა ქიმიის დარგში ნობელის პრემია, თუმცა მათგან მხოლოდ ორმა, მათ შორის აკირა იოშინომ, მიიღო ჯილდო კორპორატიული მკვლევრის რანგში. „იაპონიაში, როგორც წესი, კვლევითი ინსტიტუტებისა და უნივერსიტეტების მკვლევრები იღებენ ჯილდოებს და ინდუსტრიის რამდენიმე კორპორატიულ მკვლევარს აქვს მიღებული ჯილდო“, - განუცხადა აკირა იოშინომ „პირველ ფინანსურ ჟურნალისტს“. მან ასევე ხაზი გაუსვა ინდუსტრიის მოლოდინებს. ის მიიჩნევს, რომ კომპანიაში ბევრი ნობელის დონის კვლევა ტარდება, მაგრამ იაპონურმა ინდუსტრიამ უნდა გააუმჯობესოს თავისი ლიდერობა და ეფექტურობა.
იოშინო აკირა მიიჩნევს, რომ ახალი ტექნოლოგიების, როგორიცაა ხელოვნური ინტელექტი და ნივთების ინტერნეტი, განვითარება ლითიუმ-იონური აკუმულატორების გამოყენების პერსპექტივებში „წარმოუდგენელ“ ცვლილებებს მოიტანს. მაგალითად, პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარება დააჩქარებს აკუმულატორის დიზაინის შექმნის პროცესს და ახალი მასალების შემუშავებას და შეიძლება გავლენა მოახდინოს აკუმულატორის გამოყენებაზე, რაც საშუალებას მისცემს აკუმულატორი საუკეთესო გარემოში იქნას გამოყენებული.
იოშინო აკირა ასევე ძალიან შეშფოთებულია მისი კვლევის წვლილით გლობალური კლიმატის ცვლილების პრობლემების გადაჭრაში. მან „პირველ ფინანსურ ჟურნალისტს“ განუცხადა, რომ ჯილდო ორი მიზეზის გამო მიიღო. პირველი არის ჭკვიანი მობილური საზოგადოების განვითარებაში წვლილის შეტანა; მეორე კი გლობალური გარემოს დაცვის მნიშვნელოვანი საშუალების უზრუნველყოფა. „გარემოს დაცვაში წვლილი მომავალში სულ უფრო და უფრო აშკარა გახდება. ამავდროულად, ეს ასევე შესანიშნავი ბიზნეს შესაძლებლობაა“, - განუცხადა აკირა იოშინომ ფინანსურ რეპორტიორს.
პროფესორის რანგში, მეიჯოს უნივერსიტეტში ლექციის დროს იოშინო აკირამ სტუდენტებს განუცხადა, რომ საზოგადოების მხრიდან გლობალური დათბობის საწინააღმდეგო საშუალების სახით განახლებადი ენერგიისა და ბატარეების გამოყენების მიმართ მაღალი მოლოდინების გათვალისწინებით, ის საკუთარ ინფორმაციას გაავრცელებს, მათ შორის გარემოსდაცვით საკითხებზე მოსაზრებებს.
ვინ იქნება აკუმულატორების ინდუსტრიის დომინანტი
ელემენტების ტექნოლოგიის განვითარებამ ენერგეტიკული რევოლუცია გამოიწვია. სმარტფონებიდან ელექტრომობილებამდე, ელემენტების ტექნოლოგია ყველგან გვხვდება და ცვლის ადამიანების ცხოვრების ყველა ასპექტს. თითოეულ ჩვენგანზე იმოქმედებს ის, გახდება თუ არა მომავლის ელემენტი უფრო მძლავრი და უფრო დაბალი ფასით.
ამჟამად, ინდუსტრია ვალდებულია გააუმჯობესოს ბატარეის უსაფრთხოება და ამავდროულად გაზარდოს მისი ენერგიის სიმკვრივე. ბატარეის მუშაობის გაუმჯობესება ასევე ხელს უწყობს კლიმატის ცვლილებასთან გამკლავებას განახლებადი ენერგიის გამოყენებით.
იოშინოს აზრით, ლითიუმ-იონური აკუმულატორები მომდევნო 10 წლის განმავლობაშიც დომინირებენ აკუმულატორების ინდუსტრიაში, თუმცა ახალი ტექნოლოგიების განვითარება და აღზევება ასევე გააგრძელებს ინდუსტრიის შეფასებისა და პერსპექტივების გაძლიერებას. იოშინო აკირამ „First Business News“-ს განუცხადა, რომ მომავალში ლითიუმის აკუმულატორების ენერგიის სიმკვრივემ შესაძლოა 1,5-დან 2-ჯერ მიაღწიოს დენზე მეტს, რაც ნიშნავს, რომ აკუმულატორი უფრო პატარა გახდება. „ეს ამცირებს მასალას და შესაბამისად, ამცირებს ღირებულებას, მაგრამ მასალის ღირებულება მნიშვნელოვნად არ შემცირდება“. მან თქვა: „ლითიუმ-იონური აკუმულატორების ღირებულების შემცირება მაქსიმუმ 10%-დან 30%-მდეა. ფასის განახევრება უფრო რთულია“.
მომავალში ელექტრონული მოწყობილობები უფრო სწრაფად დაიტენება? აკირა იოშინომ საპასუხოდ განაცხადა, რომ მობილური ტელეფონი 5-10 წუთში იტენება, რაც ლაბორატორიაში იქნა მიღწეული. თუმცა, სწრაფი დატენვისთვის საჭიროა ძლიერი ძაბვა, რაც გავლენას მოახდენს ბატარეის ხანგრძლივობაზე. სინამდვილეში, ბევრ სიტუაციაში, ადამიანებს შეიძლება არ დასჭირდეთ განსაკუთრებით სწრაფად დატენვა.
ადრეული ტყვიის მჟავას აკუმულატორებიდან დაწყებული, ნიკელ-ლითონის ჰიდრიდის აკუმულატორებით, რომლებიც იაპონური კომპანიების, მაგალითად Toyota-ს, ძირითადი საყრდენია და Tesla Roaster-ის მიერ 2008 წელს გამოყენებული ლითიუმ-იონური აკუმულატორებით დამთავრებული, ტრადიციული თხევადი ლითიუმ-იონური აკუმულატორები ათი წლის განმავლობაში დომინირებდა ელექტრო აკუმულატორების ბაზარზე. მომავალში, ენერგიის სიმკვრივისა და უსაფრთხოების მოთხოვნებსა და ტრადიციულ ლითიუმ-იონურ აკუმულატორთა ტექნოლოგიას შორის წინააღმდეგობა სულ უფრო თვალსაჩინო გახდება.
უცხოური კომპანიების მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტებისა და მყარი მდგომარეობის მქონე აკუმულატორების პროდუქტების საპასუხოდ, აკირა იოშინომ განაცხადა: „ვფიქრობ, მყარი მდგომარეობის მქონე აკუმულატორები მომავლის მიმართულებას წარმოადგენს და გაუმჯობესების დიდი ადგილი ჯერ კიდევ არსებობს. იმედი მაქვს, მალე ახალ პროგრესს ვიხილავ“.
მან ასევე თქვა, რომ მყარი მდგომარეობის ელემენტები ტექნოლოგიით ლითიუმ-იონური ელემენტების მსგავსია. „ტექნოლოგიის გაუმჯობესების წყალობით, ლითიუმ-იონური ცურვის სიჩქარე საბოლოოდ შეიძლება მიაღწიოს ამჟამინდელ სიჩქარეზე დაახლოებით 4-ჯერ მეტს“, - განუცხადა აკირა იოშინომ First Business News-ის რეპორტიორს.
მყარი მდგომარეობის აკუმულატორები არის ლითიუმ-იონური აკუმულატორები, რომლებიც იყენებენ მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტებს. რადგან მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტები ტრადიციულ ლითიუმ-იონურ აკუმულატორებში პოტენციურად ასაფეთქებელ ორგანულ ელექტროლიტს ცვლის, ეს წყვეტს ორ მთავარ პრობლემას: მაღალი ენერგიის სიმკვრივე და მაღალი უსაფრთხოების მახასიათებლები. მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტები გამოიყენება იმავე ენერგიით. ელექტროლიტის შემცვლელ აკუმულატორს აქვს უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივე, ამავე დროს აქვს უფრო დიდი სიმძლავრე და უფრო ხანგრძლივი გამოყენების დრო, რაც ლითიუმის აკუმულატორების შემდეგი თაობის განვითარების ტენდენციაა.
თუმცა, მყარი მდგომარეობის აკუმულატორები ასევე აწყდებიან ისეთ გამოწვევებს, როგორიცაა ხარჯების შემცირება, მყარი ელექტროლიტების უსაფრთხოების გაუმჯობესება და ელექტროდებსა და ელექტროლიტებს შორის კონტაქტის შენარჩუნება დატენვისა და განმუხტვის დროს. ამჟამად, მრავალი გლობალური გიგანტი საავტომობილო კომპანია დიდ ინვესტიციებს დებს მყარი მდგომარეობის აკუმულატორების კვლევასა და განვითარებაში. მაგალითად, Toyota ქმნის მყარი მდგომარეობის აკუმულატორს, მაგრამ ღირებულება არ არის გამჟღავნებული. კვლევითი ინსტიტუტები პროგნოზირებენ, რომ 2030 წლისთვის მყარი მდგომარეობის აკუმულატორებზე გლობალური მოთხოვნა, სავარაუდოდ, 500 გვტ.სთ-ს მიუახლოვდება.
პროფესორმა უიტინგემმა, რომელმაც აკირა იოშინოსთან ერთად გაიზიარა ნობელის პრემია, განაცხადა, რომ მყარი მდგომარეობის ელემენტები შესაძლოა პირველი იყოს, რომელიც მცირე ზომის ელექტრონიკაში, მაგალითად სმარტფონებში, გამოყენებული იქნება. „რადგან მასშტაბური სისტემების გამოყენებასთან დაკავშირებით ჯერ კიდევ დიდი პრობლემებია“, - თქვა პროფესორმა ვიტინგემმა.