Сүүлийн жилүүдэд лити-ион батерей нь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр болон цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV) руу шилжих шилжилтийн үед амин чухал технологи болж гарч ирсэн. Илүү үр ашигтай, хямд үнэтэй батерейны эрэлт хэрэгцээ байнга нэмэгдэж байгаа нь энэ салбарт томоохон хөгжил дэвшлийг бий болгосон. Энэ жил мэргэжилтнүүд лити-ион батерейны чадавхийг хувьсгал хийх хэд хэдэн нээлтийг таамаглаж байна.
Анхаарал хандуулах ёстой нэг чухал дэвшил бол хатуу төлөвт батерейны хөгжил юм. Шингэн электролит ашигладаг уламжлалт лити-ион батерейгаас ялгаатай нь хатуу төлөвт батерей нь хатуу материал эсвэл керамикийг электролит болгон ашигладаг. Энэхүү шинэчлэл нь зөвхөн эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлж, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хүрээг өргөжүүлэхээс гадна цэнэглэх хугацааг багасгаж, галын эрсдэлийг бууруулснаар аюулгүй байдлыг сайжруулдаг. Quantumscape зэрэг нэр хүндтэй компаниуд хатуу төлөвт лити-металл батерейд анхаарлаа хандуулж, 2025 он гэхэд тэдгээрийг тээврийн хэрэгсэлд нэгтгэхийг зорьж байна[1].
Хатуу төлөвт батерейнууд маш их ирээдүйтэй байдаг ч судлаачид кобальт, лити зэрэг батерейны гол материалын хүртээмжийн талаарх санаа зовнилыг шийдвэрлэхийн тулд өөр химийн аргуудыг судалж байна. Хямд, илүү тогтвортой хувилбаруудыг эрэлхийлэх нь инновацийг үргэлжлүүлэн хөгжүүлсээр байна. Цаашилбал, дэлхий даяарх эрдэм шинжилгээний байгууллагууд болон компаниуд батерейны гүйцэтгэлийг сайжруулах, хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх, цэнэглэх хурдыг хурдасгах, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахын тулд шаргуу ажиллаж байна[1].
Лити-ион батерейг оновчтой болгох хүчин чармайлт нь цахилгаан тээврийн хэрэгслээс гадна хүрээгээ тэлж байна. Эдгээр батерейнууд нь сүлжээний түвшний цахилгаан хадгалах төхөөрөмжид хэрэглэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь нарны болон салхины эрчим хүч зэрэг завсарлагатай сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг илүү сайн нэгтгэх боломжийг олгож байна. Лити-ион батерейг сүлжээний хадгалах төхөөрөмжид ашигласнаар сэргээгдэх эрчим хүчний системийн тогтвортой байдал, найдвартай байдал мэдэгдэхүйц сайжирсан [1].
Саяхны нэгэн нээлт болох Лоуренс Берклигийн Үндэсний Лабораторийн эрдэмтэд HOS-PFM гэгддэг дамжуулагч полимер бүрхүүлийг боловсруулжээ. Энэхүү бүрхүүл нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд илүү удаан эдэлгээтэй, илүү хүчирхэг лити-ион батерейг ашиглах боломжийг олгодог. HOS-PFM нь электрон болон ионуудыг нэгэн зэрэг дамжуулж, батерейны тогтвортой байдал, цэнэглэх/цэнэггүйжүүлэх хурд, нийт ашиглалтын хугацааг сайжруулдаг. Энэ нь мөн наалдамхай бодис болж, лити-ион батерейны дундаж ашиглалтын хугацааг 10-15 жил хүртэл уртасгах боломжтой. Цаашилбал, энэхүү бүрхүүл нь цахиур болон хөнгөн цагаан электродуудад түрхэхэд онцгой гүйцэтгэл үзүүлж, тэдгээрийн задралыг бууруулж, олон мөчлөгийн турш батерейны өндөр хүчин чадлыг хадгалж чадсан. Эдгээр олдворууд нь лити-ион батерейны энергийн нягтралыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд илүү хямд, хүртээмжтэй болгоно гэж найдаж байна [3].
Дэлхий нийт хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулж, тогтвортой ирээдүй рүү шилжихийг эрмэлзэж байгаа энэ үед лити-ион батерейны технологийн дэвшил чухал үүрэг гүйцэтгэж байна. Үргэлжилж буй судалгаа, хөгжүүлэлтийн хүчин чармайлт нь салбарыг урагшлуулж, биднийг илүү үр ашигтай, хямд, байгаль орчинд ээлтэй батерейны шийдлүүдэд ойртуулж байна. Хатуу төлөвт батерей, өөр химийн бодис, HOS-PFM зэрэг бүрхүүлийн салбарт гарсан нээлтүүдийн ачаар цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, сүлжээний түвшний эрчим хүчний хадгалалтыг өргөнөөр нэвтрүүлэх боломж улам бүр боломжтой болж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 7-р сарын 25
