Baytariyada socda: Fadlan igu shub Electrons!

Seynisyahanno ka socda Machadka Fraunhofer ee Jarmalka ayaa fulinaya howlo horumarineed oo culus oo ku saabsan baytariyada korantada, oo ka duwan kuwii hore. Iyadoo tiknoolajiyada socodka qulqulka, habka kaydinta korontadu runtii aad ayey uga duwan tahay ...

Batariyada, oo lagu soo oogo dareere ahaan shidaal ahaan, waxaa lagu shubaa shidaal ama gaari naaftada ah. Waxay u muuqan kartaa utopian, laakiin Jens Noack oo ka tirsan Machadka Fraunhofer ee ku yaal Pfinztal, Jarmalka, tani runti waa nolol maalmeed. Laga soo bilaabo 2007, kooxda horumarinta ee uu ku lug lahaa waxay soosaarayeen qaabkan qalaad ee batteriga dib loo soo celin karo oo socda. Xaqiiqdii, fikradda qulqulka-socodka ama waxa loogu yeero qulqulka-qulqulka batroolka ma adka, oo shatigii ugu horreeyay ee aaggan wuxuu dib ugu soo laabtay 1949. Mid kasta oo ka mid ah labada boos ee unugyada, oo ay u kala baxaan xuub (oo la mid ah unugyada shidaalka), wuxuu ku xiran yahay kayd biyo ah oo ay ku jiraan koronto si gaar ah u shaqeysa. Maaddaama ay u janjeerto walxaha inay kiimiko iskula falgalaan, borotoonada waxay ka gudbaan mid elektrolyt ah una wareegaan mid kale iyada oo loo marayo xuubka, electron-ka waxaa lagu hagayaa macaamiil hadda jirta oo ku xiran labada qaybood, taas oo ka dhalatay taas oo ah koronto hadda socota. Waqti cayiman ka dib, laba taangi waa la miiraa oo waxaa lagu buuxiyaa koronto cusub, tan la isticmaalayna "dib ayaa loo warshadeeyay" saldhigyada lacag bixinta.

Iyadoo ay taasi oo dhan u egtahay mid weyn, nasiib daro waxaa weli jira caqabado badan oo ku wajahan isticmaalka dhabta ah ee nooca batteriga ee baabuurta. Cufnaanta tamarta ee baytariga vanadium electrolyte redox waxay ku jirtaa inta u dhaxaysa 30 Wh kiiloogaraamkiiba, kaas oo qiyaas ahaan la mid ah batteriga aashitada rasaasta. Si loo kaydiyo isla qadarka tamarta sida casriga casriga ah ee 16 kWh lithium-ion, heerka hadda ee farsamada redox, baytarigu wuxuu u baahan doonaa 500 litir oo elektrolyt ah. Plus dhammaan durugsan, dabcan, mugga kaas oo sidoo kale waa halkii weyn - qafis lagama maarmaan ah si ay u bixiyaan awood hal kilowatt ah, sida sanduuqa biir ah.

Xaddidyada noocaan ah kuma habboona baabuurta, marka la eego in bateriga lithium-ion uu kaydiyo afar jeer tamar ka badan kiilogaraamkii. Si kastaba ha ahaatee, Jens Noack waa mid rajo wanaagsan leh, maxaa yeelay horumarka ka jira aaggan ayaa hadda bilow ah rajaduna waa mid rajo leh. Shaybaarka dhexdiisa, waxa loogu yeero vanadium polysulfide bromide bay gaaraan cufnaanta tamarta 70 Wh halkii kiiloogaraam waxayna isbarbar dhigi karaan baytariyada biraha nikkel ee hydride ee hadda lagu isticmaalo Toyota Prius.

Tani waxay yaraynaysaa mugga loo baahan yahay ee taangiyada kala badh. Waad ku mahadsan tahay nidaam lacag yar oo jaban (laba bambooyin oo soo saara elektaroonig cusub, laba nuugaya koronto la isticmaalay), nidaamka waxaa lagu soo oogi karaa toban daqiiqo si loo siiyo masaafo dhan 100 km Xitaa nidaamyada lacag-ku-shubista degdega ah sida kan loo isticmaalay Tesla Roadster ayaa lix jeer ka dheer.

Xaaladdan oo kale, ma aha wax la yaab leh in shirkado badan oo baabuurta u jeestay cilmi-baarista Machadka, iyo gobolka Baden-Württemberg u qoondeeyay 1,5 milyan oo Yuuro horumarinta. Si kastaba ha ahaatee, wali waxay qaadan doontaa wakhti in la gaadho marxaladda tignoolajiyada baabuurta. "Nooc ka mid ah baytariga ayaa si aad ah ugu shaqeyn kara nidaamyada korantada taagan, waxaanan horeyba u sameyneynaa saldhigyo tijaabo ah Bundeswehr. Si kastaba ha noqotee, dhinaca gawaarida korontada, tignoolajiyadani waxay ku haboonaan doontaa in la hirgeliyo ilaa toban sano," Noack ayaa sidaas yidhi.

Qalabka qalaad looma baahna soosaarka baytariyada qulqulaya. Looma baahna dhiirrigeliyeyaal qaali ah sida platinum loo isticmaalo unugyada shidaalka ama polymer-ka sida baytariyada ion lithium. Qiimaha sare ee nidaamyada shaybaarka, oo gaaraya 2000 oo euro halkii kiilowatt ee korantada, waxaa kaliya sabab u ah xaqiiqda ah inay yihiin nooc ka mid ah noocyada noocaas ah oo gacanta lagu sameeyo.

Dhanka kale, khubarada machadku waxay qorsheynayaan inay dhistaan beer dabaysha oo iyaga u gaar ah, halkaas oo habka dallacaadda, taas oo ah, daadinta electrolyte, ay dhici doonto. Dib-u-socodka dib-u-socodka, habkani wuxuu ka waxtar badan yahay ku-celinta biyaha ee hydrogen iyo oksijiinta oo loo isticmaalo unugyada shidaalka - baytariyada degdegga ah waxay bixiyaan 75 boqolkiiba korontada loo isticmaalo dallacaadda.

Waxaan saadaalin karnaa saldhigyada lacag bixinta, oo ay weheliso lacag bixinta caadiga ah ee gawaarida korontada, waxay u adeegaan sidii bakhaarro ka soo horjeeda culeyska ugu sarreeya ee nidaamka korantada. Maanta, tusaale ahaan, marawaxado badan oo dabeylaha woqooyiga Jarmalka ah waa in la demiyaa inkasta oo ay dabayshu jirto, maadaama ay haddii kale culeys ka saari lahaayeen shabakadda.

Ilaa iyo inta laga hadlayo amniga, halkan wax khatar ah kama jiraan. “Markaad isku darsato laba koronto, waxaa ku dhaca wareegga kiimikada gaagaaban ee bixiya kuleylka heerkulkiisuna wuxuu gaaraa 80 digrii, laakiin wax kale oo dhaca ma jiraan. Dabcan, dareerayaasha kaligood ma nabad qabaan, laakiin sidoo kale shidaal iyo naafto. In kasta oo ay suurtagal tahay in la dhex maro baytariyada qulqulaya, cilmi-baarayaasha Machadka Fraunhofer sidoo kale way ku adag yihiin shaqada horumarinta tikniyoolajiyadda lithium-ion ...

qoraal: Alexander Bloch

Batroolka qulqulka Redox

Batari socodka redox-ku dhab ahaantii waa iskutallaabta u dhaxaysa baytariyada caadiga ah iyo unugga shidaalka. Korontadu waxay ku socotaa iyadoo ay ugu wacan tahay isdhexgalka ka dhexeeya laba electrolytes - mid ku xiran tiirka togan ee unugga iyo kan kale ee taban. Xaaladdan oo kale, mid ka mid ah ayaa siinaya ion si togan loo dallaco (oxidation), kan kalena wuxuu helayaa iyaga (dhimista), sidaas darteed magaca qalabka. Marka heer go'an oo dhereg ah la gaaro, falcelinta ayaa joogsata oo dallacadu waxay ka kooban tahay beddelidda korantada kuwo cusub. Shaqaaluhu waa la soo celinayaa iyadoo la isticmaalayo habka beddelka.