Ang densidad ng enerhiya ng mga bateryang lithium sa hinaharap ay maaaring umabot ng 1.5 beses hanggang 2 beses sa kuryente, na nangangahulugang ang mga baterya ay magiging mas maliit.
[Ang saklaw ng pagbawas ng gastos sa bateryang Lithium-ion ay nasa pagitan ng 10% at 30% lamang. Mahirap bawasan ang presyo nang kalahati.]
Mula sa mga smartphone hanggang sa mga de-kuryenteng sasakyan, unti-unting pumapasok ang teknolohiya ng baterya sa bawat aspeto ng buhay. Kaya, saang direksyon uunlad ang baterya sa hinaharap at anong mga pagbabago ang maidudulot nito sa lipunan? Taglay ang mga tanong na ito sa isip, nakapanayam ng reporter ng First Financial noong nakaraang buwan si Akira Yoshino, isang siyentipikong Hapones na nanalo ng Nobel Prize sa Kemistri para sa mga bateryang lithium-ion ngayong taon.
Sa palagay ni Yoshino, ang mga bateryang lithium-ion ay mananatili pa ring nangingibabaw sa industriya ng baterya sa susunod na 10 taon. Ang pag-unlad ng mga bagong teknolohiya tulad ng artificial intelligence at Internet of Things ay magdudulot ng mga "hindi maisip" na pagbabago sa mga inaasahang aplikasyon ng mga bateryang lithium-ion.
Hindi maisip na pagbabago
Nang mabatid ni Yoshino ang terminong "portable," napagtanto niya na kailangan ng lipunan ng isang bagong baterya. Noong 1983, isinilang sa Japan ang unang lithium battery sa mundo. Ginawa ni Yoshino Akira ang unang prototype sa mundo ng rechargeable lithium-ion battery, at magbibigay ng natatanging kontribusyon sa pag-unlad ng mga lithium-ion battery na malawakang ginagamit sa mga smartphone at electric vehicle sa hinaharap.
Noong nakaraang buwan, sinabi ni Akira Yoshino sa isang eksklusibong panayam kasama ang No. 1 Financial Journalist na matapos malaman na nanalo siya ng Nobel Prize, "wala siyang tunay na nararamdaman." "Ang mga buong panayam kalaunan ay naging abala ako, at hindi ako masyadong natuwa," sabi ni Akira Yoshino. "Ngunit habang papalapit ang araw ng pagtanggap ng mga parangal sa Disyembre, ang katotohanan ng mga parangal ay lalong lumalakas."
Sa nakalipas na 30 taon, 27 iskolar na Hapones o Hapones ang nanalo ng Nobel Prize sa Kemistri, ngunit dalawa lamang sa kanila, kabilang si Akira Yoshino, ang nakatanggap ng mga parangal bilang mga mananaliksik sa korporasyon. "Sa Japan, ang mga mananaliksik mula sa mga institusyon ng pananaliksik at unibersidad ay karaniwang tumatanggap ng mga parangal, at kakaunti lamang ang mga mananaliksik sa korporasyon mula sa industriya ang nanalo ng mga parangal." Sinabi ni Akira Yoshino sa First Financial Journalist. Binigyang-diin din niya ang mga inaasahan ng industriya. Naniniwala siya na maraming pananaliksik sa antas Nobel sa loob ng kumpanya, ngunit dapat pagbutihin ng industriya ng Hapon ang pamumuno at kahusayan nito.
Naniniwala si Yoshino Akira na ang pag-unlad ng mga bagong teknolohiya tulad ng artificial intelligence at Internet of Things ay magdudulot ng mga "hindi maisip" na pagbabago sa mga inaasahang aplikasyon ng mga bateryang lithium-ion. Halimbawa, ang pagsulong ng software ay magpapabilis sa proseso ng disenyo ng baterya at pagbuo ng mga bagong materyales, at maaaring makaapekto sa paggamit ng baterya, na magbibigay-daan sa paggamit nito sa pinakamahusay na kapaligiran.
Labis din ang pagkabahala ni Yoshino Akira tungkol sa kontribusyon ng kanyang pananaliksik sa paglutas ng mga pandaigdigang isyu sa pagbabago ng klima. Sinabi niya sa First Financial Journalist na ginawaran siya ng parangal dahil sa dalawang dahilan. Ang una ay upang makapag-ambag sa pag-unlad ng isang matalinong lipunang mobile; ang pangalawa ay upang magbigay ng mahalagang paraan para protektahan ang pandaigdigang kapaligiran. "Ang kontribusyon sa pangangalaga sa kapaligiran ay magiging mas malinaw sa hinaharap. Kasabay nito, ito rin ay isang magandang pagkakataon sa negosyo," sabi ni Akira Yoshino sa isang reporter sa pananalapi.
Sinabi ni Yoshino Akira sa mga estudyante sa isang lektura sa Meijo University bilang isang propesor na dahil sa mataas na inaasahan ng publiko para sa paggamit ng renewable energy at mga baterya bilang panlaban sa global warming, ibibigay niya ang sarili niyang Impormasyon, kabilang ang mga saloobin tungkol sa mga isyu sa kapaligiran.
Sino ang mangingibabaw sa industriya ng baterya
Ang pag-unlad ng teknolohiya ng baterya ay nagpasimula ng isang rebolusyon sa enerhiya. Mula sa mga smart phone hanggang sa mga de-kuryenteng sasakyan, ang teknolohiya ng baterya ay laganap, na nagpapabago sa bawat aspeto ng buhay ng mga tao. Ang magiging mas malakas at mas mababang gastos ng baterya sa hinaharap ay makakaapekto sa bawat isa sa atin.
Sa kasalukuyan, ang industriya ay nakatuon sa pagpapabuti ng kaligtasan ng baterya habang pinapataas ang densidad ng enerhiya nito. Ang pagpapabuti ng pagganap ng baterya ay nakakatulong din upang matugunan ang pagbabago ng klima sa pamamagitan ng paggamit ng renewable energy.
Sa palagay ni Yoshino, ang mga bateryang lithium-ion ay mananatiling nangingibabaw sa industriya ng baterya sa susunod na 10 taon, ngunit ang pag-unlad at pag-usbong ng mga bagong teknolohiya ay patuloy ding magpapalakas sa pagpapahalaga at mga inaasam-asam ng industriya. Sinabi ni Yoshino Akira sa First Business News na ang densidad ng enerhiya ng mga bateryang lithium sa hinaharap ay maaaring umabot ng 1.5 beses hanggang 2 beses sa kasalukuyang, na nangangahulugang liliit ang baterya. "Binabawasan nito ang materyal at sa gayon ay binabawasan ang gastos, ngunit hindi magkakaroon ng makabuluhang pagbaba sa halaga ng materyal." Aniya, "Ang pagbawas sa halaga ng mga bateryang lithium-ion ay hindi hihigit sa pagitan ng 10% at 30%. Mas mahirap na bawasan ang presyo nang kalahati."
Mas mabilis ba ang pag-charge ng mga elektronikong aparato sa hinaharap? Bilang tugon, sinabi ni Akira Yoshino na ang isang mobile phone ay napupuno sa loob ng 5-10 minuto, na nakamit sa laboratoryo. Ngunit ang mabilis na pag-charge ay nangangailangan ng malakas na boltahe, na makakaapekto sa buhay ng baterya. Sa maraming sitwasyon sa katotohanan, maaaring hindi na kailangang mag-charge nang napakabilis ang mga tao.
Mula sa mga unang lead-acid na baterya, hanggang sa mga nickel-metal hydride na baterya na siyang pangunahing gamit ng mga kumpanyang Hapones tulad ng Toyota, hanggang sa mga lithium-ion na baterya na ginamit ng Tesla Roaster noong 2008, ang mga tradisyonal na liquid lithium-ion na baterya ay nangibabaw sa merkado ng mga power battery sa loob ng sampung taon. Sa hinaharap, ang kontradiksyon sa pagitan ng mga kinakailangan sa densidad ng enerhiya at kaligtasan at ang tradisyonal na teknolohiya ng lithium-ion na baterya ay magiging lalong kitang-kita.
Bilang tugon sa mga eksperimento at mga produktong solid-state na baterya mula sa mga kumpanya sa ibang bansa, sinabi ni Akira Yoshino: "Sa palagay ko ang mga solid-state na baterya ay kumakatawan sa isang direksyon sa hinaharap, at marami pa ring puwang para sa pagpapabuti. Umaasa akong makakita ng mga bagong pag-unlad sa lalong madaling panahon."
Sinabi rin niya na ang mga solid-state na baterya ay may katulad na teknolohiya sa mga bateryang lithium-ion. "Sa pamamagitan ng pag-unlad ng teknolohiya, ang bilis ng paglangoy ng lithium ion ay sa wakas ay maaaring umabot sa humigit-kumulang 4 na beses sa kasalukuyang bilis," sinabi ni Akira Yoshino sa isang reporter sa First Business News.
Ang mga solid-state na baterya ay mga lithium-ion na baterya na gumagamit ng solid-state electrolytes. Dahil pinapalitan ng solid-state electrolytes ang potensyal na sumasabog na organic electrolyte sa mga tradisyonal na lithium-ion na baterya, nalulutas nito ang dalawang pangunahing problema ng mataas na energy density at mataas na safety performance. Ang mga solid-state electrolyte ay ginagamit sa parehong enerhiya. Ang baterya na pumapalit sa electrolyte ay may mas mataas na energy density, kasabay nito ay may mas malaking lakas at mas mahabang oras ng paggamit, na siyang trend sa pag-unlad ng susunod na henerasyon ng mga lithium na baterya.
Ngunit ang mga solid-state na baterya ay nahaharap din sa mga hamon tulad ng pagbabawas ng mga gastos, pagpapabuti ng kaligtasan ng mga solid electrolyte, at pagpapanatili ng kontak sa pagitan ng mga electrode at electrolyte habang nagcha-charge at nagdidischarge. Sa kasalukuyan, maraming pandaigdigang higanteng kumpanya ng kotse ang namumuhunan nang malaki sa R&D para sa mga solid-state na baterya. Halimbawa, ang Toyota ay bumubuo ng isang solid-state na baterya, ngunit hindi isiniwalat ang gastos. Hinuhulaan ng mga institusyong pananaliksik na pagdating ng 2030, ang pandaigdigang demand sa solid-state na baterya ay inaasahang lalapit sa 500 GWh.
Sinabi ni Propesor Whitingham, na nagbahagi ng Nobel Prize kay Akira Yoshino, na ang mga solid-state na baterya ay maaaring ang unang gagamitin sa maliliit na elektroniko tulad ng mga smart phone. "Dahil mayroon pa ring malalaking problema sa aplikasyon ng malalaking sistema," sabi ni Propesor Wittingham.
Oras ng pag-post: Disyembre 16, 2019