Дар солҳои охир, батареяҳои литий-ион ҳамчун як технологияи муҳим дар гузариш ба манбаъҳои энергияи барқароршаванда ва воситаҳои нақлиёти барқӣ (EV) пайдо шудаанд. Талаботи доимо афзоянда ба батареяҳои самараноктар ва дастрастар боиси таҳаввулоти назаррас дар ин соҳа шудааст. Имсол, коршиносон якчанд пешрафтҳоеро пешгӯӣ мекунанд, ки метавонанд имконоти батареяҳои литий-ионро инқилоб кунанд.
Яке аз пешрафтҳои назаррасе, ки бояд ба он диққат дод, ин рушди батареяҳои сахтҳол мебошад. Бар хилофи батареяҳои анъанавии литий-ион, ки аз электролитҳои моеъ истифода мебаранд, батареяҳои сахтҳол ҳамчун электролитҳо аз маводҳои сахт ё сафолӣ истифода мебаранд. Ин навоварӣ на танҳо зичии энергияро афзоиш медиҳад ва эҳтимолан доираи мошинҳои барқиро васеъ мекунад, балки вақти пуркуниро кам мекунад ва бехатариро бо кам кардани хатари сӯхтор беҳтар мекунад. Ширкатҳои машҳур ба монанди Quantumscape ба батареяҳои литий-металлии сахтҳол тамаркуз мекунанд ва мехоҳанд онҳоро дар мошинҳо то соли 2025 ворид кунанд[1].
Дар ҳоле ки батареяҳои сахти ҳолати хуб умедбахшанд, муҳаққиқон инчунин кимиёи алтернативиро барои ҳалли нигарониҳо дар бораи дастрасии маводҳои калидии батарея, ба монанди кобалт ва литий, меомӯзанд. Ҷустуҷӯи имконоти арзонтар ва устувортар инноватсияро идома медиҳад. Ғайр аз ин, муассисаҳои илмӣ ва ширкатҳо дар саросари ҷаҳон барои беҳтар кардани кори батарея, афзоиши иқтидор, суръат бахшидан ба пуркунии барқ ва кам кардани хароҷоти истеҳсолӣ саъю кӯшиш мекунанд[1].
Кӯшишҳо барои беҳсозии батареяҳои литий-ион аз доираи воситаҳои нақлиёти барқӣ берун мераванд. Ин батареяҳо дар нигоҳдории барқ дар сатҳи шабака истифода мешаванд, ки имкон медиҳад, ки манбаъҳои барқароршавандаи фосилавӣ, ба монанди энергияи офтобӣ ва бодӣ, беҳтар муттаҳид карда шаванд. Бо истифода аз батареяҳои литий-ион барои нигоҳдории шабака, устуворӣ ва эътимоднокии системаҳои энергияи барқароршаванда ба таври назаррас беҳтар карда мешавад[1].
Дар як пешрафти ахир, олимони Лабораторияи миллии Лоуренс Беркли як рӯйпӯши полимерии ноқилӣ бо номи HOS-PFM-ро таҳия карданд. Ин рӯйпӯш имкон медиҳад, ки батареяҳои литий-ионии дарозмуддат ва пурқувваттар барои мошинҳои барқӣ истифода шаванд. HOS-PFM ҳамзамон ҳам электронҳо ва ҳам ионҳоро мегузаронад, ки устувории батарея, суръати пуркунӣ/холӣшавӣ ва мӯҳлати умумии кори батареяро беҳтар мекунад. Он инчунин ҳамчун часпанда хизмат мекунад ва эҳтимолан мӯҳлати миёнаи кори батареяҳои литий-иониро аз 10 то 15 сол дароз мекунад. Ғайр аз ин, рӯйпӯш ҳангоми истифода ба электродҳои кремний ва алюминий самаранокии истисноӣ нишон додааст, ки вайроншавии онҳоро коҳиш медиҳад ва иқтидори баланди батареяро дар тӯли якчанд давра нигоҳ медорад. Ин кашфиётҳо ваъда медиҳанд, ки зичии энергияи батареяҳои литий-иониро ба таври назаррас афзоиш медиҳанд ва онҳоро барои мошинҳои барқӣ дастрастар ва арзонтар мегардонанд[3].
Дар ҳоле ки ҷаҳон барои коҳиш додани партовҳои газҳои гулхонаӣ ва гузариш ба ояндаи устувор талош мекунад, пешрафтҳо дар технологияи батареяҳои литий-ион нақши муҳим мебозанд. Кӯшишҳои таҳқиқотӣ ва рушд, ки идома доранд, соҳаро пеш мебаранд ва моро ба роҳҳои ҳалли самараноктар, дастрастар ва аз ҷиҳати экологӣ тозаи батарея наздиктар мекунанд. Бо пешрафтҳо дар батареяҳои сахтҳол, кимиёҳои алтернативӣ ва пӯшишҳо ба монанди HOS-PFM, имконияти қабули васеъи мошинҳои барқӣ ва нигоҳдории энергия дар сатҳи шабака беш аз пеш имконпазир мегардад.
Вақти нашр: 25 июли соли 2023
