بيٽري ٽيڪنالاجي جو مستقبل: سلڪون اينوڊ، گرافين، ايلومينيم-آڪسيجن بيٽريون، وغيره.

ايڊيٽر جو نوٽ: اليڪٽرڪ ٽيڪنالاجي سائي زمين جو مستقبل آهي، ۽ بيٽري ٽيڪنالاجي اليڪٽرڪ ٽيڪنالاجي جو بنياد آهي ۽ اليڪٽرڪ ٽيڪنالاجي جي وڏي پيماني تي ترقي کي محدود ڪرڻ جي ڪنجي آهي. موجوده مکيه وهڪرو بيٽري ٽيڪنالاجي ليٿيم آئن بيٽريون آهن، جن ۾ سٺي توانائي جي کثافت ۽ اعليٰ ڪارڪردگي آهي. بهرحال، ليٿيم هڪ نادر عنصر آهي جنهن ۾ اعليٰ قيمت ۽ محدود وسيلا آهن. ساڳئي وقت، جيئن قابل تجديد توانائي جي ذريعن جو استعمال وڌي ٿو، ليٿيم آئن بيٽرين جي توانائي جي کثافت هاڻي ڪافي نه رهي آهي. ڪيئن جواب ڏجي؟ مايانڪ جين ڪجهه بيٽري ٽيڪنالاجي جو جائزو ورتو آهي جيڪي مستقبل ۾ استعمال ٿي سگهن ٿيون. اصل مضمون ميڊيم تي عنوان سان شايع ٿيو هو: بيٽري ٽيڪنالاجي جو مستقبل

زمين توانائي سان ڀريل آهي، ۽ اسان ان توانائي کي حاصل ڪرڻ ۽ ان جو سٺو استعمال ڪرڻ لاءِ هر ممڪن ڪوشش ڪري رهيا آهيون. جيتوڻيڪ اسان قابل تجديد توانائي ڏانهن منتقلي ۾ بهتر ڪم ڪيو آهي، پر اسان توانائي کي ذخيرو ڪرڻ ۾ گهڻي ترقي نه ڪئي آهي.
هن وقت، بيٽري ٽيڪنالاجي جو اعليٰ ترين معيار ليٿيم آئن بيٽريون آهن. هي بيٽري بهترين توانائي جي کثافت، اعليٰ ڪارڪردگي (تقريبن 99٪)، ۽ ڊگهي زندگي واري لڳي ٿي.
پوءِ ڇا مسئلو آهي؟ جيئن جيئن اسان جي قابل تجديد توانائي وڌندي رهي ٿي، تيئن تيئن ليٿيم آئن بيٽرين جي توانائي جي کثافت هاڻي ڪافي نه رهي آهي.
جيئن ته اسان بيچز ۾ بيٽريون پيدا ڪرڻ جاري رکي سگهون ٿا، اهو ڪا وڏي ڳالهه ناهي لڳي، پر مسئلو اهو آهي ته ليٿيم هڪ نسبتاً ناياب ڌاتو آهي، تنهن ڪري ان جي قيمت گهٽ ناهي. جيتوڻيڪ بيٽري جي پيداوار جي قيمت گهٽجي رهي آهي، توانائي جي اسٽوريج جي ضرورت پڻ تيزي سان وڌي رهي آهي.
اسان هڪ اهڙي نقطي تي پهچي ويا آهيون جتي هڪ ڀيرو ليٿيم آئن بيٽري تيار ٿي ويندي، ان جو توانائي جي صنعت تي وڏو اثر پوندو.
فوسل ايندھن جي وڌيڪ توانائي جي کثافت هڪ حقيقت آهي، ۽ اهو هڪ وڏو اثر انداز ڪندڙ عنصر آهي جيڪو قابل تجديد توانائي تي مڪمل انحصار ڏانهن منتقلي کي روڪي ٿو. اسان کي اهڙين بيٽرين جي ضرورت آهي جيڪي اسان جي وزن کان وڌيڪ توانائي خارج ڪن.
ليٿيم آئن بيٽريون ڪيئن ڪم ڪن ٿيون
ليٿيم بيٽرين جو ڪم ڪرڻ جو طريقو عام AA يا AAA ڪيميڪل بيٽرين وانگر هوندو آهي. انهن ۾ اينوڊ ۽ ڪيٿوڊ ٽرمينل هوندا آهن، ۽ وچ ۾ هڪ اليڪٽرولائٽ هوندو آهي. عام بيٽرين جي برعڪس، ليٿيم آئن بيٽري ۾ ڊسچارج ري ايڪشن ريورسيبل هوندو آهي، تنهن ڪري بيٽري کي بار بار ري چارج ڪري سگهجي ٿو.

ڪيٿوڊ (+ ٽرمينل) ليٿيم آئرن فاسفيٽ مان ٺهيل آهي، اينوڊ (-ٽرمينل) گريفائٽ مان ٺهيل آهي، ۽ گريفائٽ ڪاربان مان ٺهيل آهي. بجلي صرف اليڪٽرانن جو وهڪرو آهي. اهي بيٽريون اينوڊ ۽ ڪيٿوڊ جي وچ ۾ ليٿيم آئن کي منتقل ڪندي بجلي پيدا ڪن ٿيون.
جڏهن چارج ڪيو ويندو آهي، ته آئن اينوڊ ڏانهن هليا ويندا آهن، ۽ جڏهن خارج ڪيو ويندو آهي، ته آئن ڪيٿوڊ ڏانهن هليا ويندا آهن.
آئنز جي هي حرڪت سرڪٽ ۾ اليڪٽرانن جي حرڪت جو سبب بڻجندي آهي، تنهنڪري ليٿيم آئن جي حرڪت ۽ اليڪٽران جي حرڪت لاڳاپيل آهن.
سلڪون اينوڊ بيٽري
ڪيتريون ئي وڏيون ڪار ڪمپنيون جهڙوڪ BMW سلڪون اينوڊ بيٽرين جي ترقي ۾ سيڙپڪاري ڪري رهيون آهن. عام ليٿيم آئن بيٽرين وانگر، اهي بيٽريون ليٿيم اينوڊ استعمال ڪن ٿيون، پر ڪاربن تي ٻڌل اينوڊ جي بدران، اهي سلڪون استعمال ڪن ٿيون.
هڪ اينوڊ جي طور تي، سلڪون گريفائٽ کان بهتر آهي ڇاڪاڻ ته ان کي ليٿيم کي رکڻ لاءِ 4 ڪاربان ايٽم جي ضرورت آهي، ۽ 1 سلڪون ايٽم 4 ليٿيم آئن رکي سگهي ٿو. هي هڪ وڏو اپ گريڊ آهي ... سلڪون کي گريفائٽ کان 3 ڀيرا وڌيڪ مضبوط بڻائي ٿو.

تڏهن به، ليٿيم جو استعمال اڃا تائين ٻٽي دھاري تلوار آهي. هي مواد اڃا تائين مهانگو آهي، پر پيداواري سهولتن کي سلڪون سيلز ڏانهن منتقل ڪرڻ پڻ آسان آهي. جيڪڏهن بيٽريون مڪمل طور تي مختلف آهن، ته ڪارخاني کي مڪمل طور تي ٻيهر ڊزائين ڪرڻو پوندو، جنهن جي ڪري سوئچنگ جي ڪشش ٿوري گهٽجي ويندي.
سلڪون اينوڊز کي ريتي جي علاج سان خالص سلڪون پيدا ڪرڻ لاءِ ٺاهيو ويندو آهي، پر محققن کي هن وقت سڀ کان وڏو مسئلو اهو آهي ته استعمال ڪرڻ وقت سلڪون اينوڊز سُڄي ويندا آهن. اهو بيٽري کي تمام جلدي خراب ڪرڻ جو سبب بڻجي سگهي ٿو. اينوڊز کي وڏي پيماني تي پيدا ڪرڻ پڻ ڏکيو آهي.

گرافين بيٽري
گرافين ڪاربن فليڪ جو هڪ قسم آهي جيڪو پينسل وانگر ساڳيو مواد استعمال ڪندو آهي، پر گريفائٽ کي فليڪس سان ڳنڍڻ ۾ تمام گهڻو وقت لڳندو آهي. گرافين کي ڪيترن ئي استعمال جي ڪيسن ۾ ان جي بهترين ڪارڪردگي لاءِ ساراهيو ويندو آهي، ۽ بيٽريون انهن مان هڪ آهن.

ڪجهه ڪمپنيون گرافين بيٽرين تي ڪم ڪري رهيون آهن جيڪي منٽن ۾ مڪمل طور تي چارج ٿي سگهن ٿيون ۽ ليٿيم آئن بيٽرين کان 33 ڀيرا تيزيءَ سان خارج ٿي سگهن ٿيون. هي برقي گاڏين لاءِ تمام گهڻي قيمت جو آهي.
فوم بيٽري
هن وقت، روايتي بيٽريون ٻه طرفي آهن. اهي يا ته ليٿيم بيٽري وانگر اسٽيڪ ٿيل آهن يا عام AA يا ليٿيم آئن بيٽري وانگر رول اپ ٿيل آهن.
فوم بيٽري هڪ نئون تصور آهي جنهن ۾ 3D اسپيس ۾ برقي چارج جي حرڪت شامل آهي.
هي 3-dimensional structure چارجنگ وقت کي تيز ڪري سگهي ٿو ۽ توانائي جي کثافت کي وڌائي سگھي ٿو، اهي بيٽري جون انتهائي اهم خوبيون آهن. گھڻن ٻين بيٽرين جي مقابلي ۾، فوم بيٽرين ۾ ڪو به نقصانڪار مائع اليڪٽرولائٽس نه هوندو آهي.
فوم بيٽريون مائع اليڪٽرولائٽس جي بدران مضبوط اليڪٽرولائٽس استعمال ڪن ٿيون. هي اليڪٽرولائٽ نه رڳو ليٿيم آئنز کي هلائي ٿو، پر ٻين اليڪٽرانڪ ڊوائيسز کي به موصل ڪري ٿو.

بيٽري جي منفي چارج کي رکڻ وارو اينوڊ فوم ٿيل ٽامي مان ٺهيل آهي ۽ گهربل فعال مواد سان ڍڪيل آهي.
پوءِ هڪ مضبوط اليڪٽرولائيٽ انوڊ جي چوڌاري لڳايو ويندو آهي.
آخرڪار، بيٽري اندر خال ڀرڻ لاءِ هڪ نام نهاد "مثبت پيسٽ" استعمال ڪيو ويندو آهي.
ايلومينيم آڪسائيڊ بيٽري

انهن بيٽرين ۾ ڪنهن به بيٽري جي سڀ کان وڏي توانائي جي کثافت آهي. ان جي توانائي موجوده ليٿيم آئن بيٽرين کان وڌيڪ طاقتور ۽ هلڪي آهي. ڪجهه ماڻهو دعويٰ ڪن ٿا ته اهي بيٽريون 2,000 ڪلوميٽر برقي گاڏيون فراهم ڪري سگهن ٿيون. هي تصور ڇا آهي؟ حوالي لاءِ، ٽيسلا جي وڌ ۾ وڌ ڪروزنگ رينج تقريباً 600 ڪلوميٽر آهي.
انهن بيٽرين سان مسئلو اهو آهي ته انهن کي چارج نه ٿو ڪري سگهجي. اهي ايلومينيم هائيڊرو آڪسائيڊ پيدا ڪن ٿيون ۽ پاڻي تي ٻڌل اليڪٽرولائيٽ ۾ ايلومينيم ۽ آڪسيجن جي رد عمل ذريعي توانائي خارج ڪن ٿيون. بيٽرين جي استعمال ۾ ايلومينيم کي اينوڊ طور استعمال ڪيو ويندو آهي.
سوڊيم بيٽري
هن وقت، جاپاني سائنسدان اهڙيون بيٽريون ٺاهڻ تي ڪم ڪري رهيا آهن جيڪي ليٿيم جي بدران سوڊيم استعمال ڪن ٿيون.
هي تباهي آڻيندڙ هوندو، ڇاڪاڻ ته سوڊيم بيٽريون نظرياتي طور تي ليٿيم بيٽرين کان 7 ڀيرا وڌيڪ ڪارآمد آهن. هڪ ٻيو وڏو فائدو اهو آهي ته سوڊيم زمين جي ذخيرن ۾ ڇهين امير ترين عنصر آهي، ليٿيم جي مقابلي ۾، جيڪو هڪ نادر عنصر آهي.