Ná bí ag iarraidh cadhnraí déanta as clocha? An bhfuil muid ag iarraidh réabhlóid nua i réimse na gcadhnraí in-athluchtaithe? Faoi seo go léir inniu.
Ar fud an domhain, tá rás ann le fada chun an éifeachtacht uasta is féidir a bhaint amach maidir leis an bhfuinneamh glas mar a thugtar air. Is iad foinsí fuinnimh in-athnuaite nach scaoileann gáis cheaptha teasa isteach san atmaisféar todhchaí ár sibhialtachta, rud nach bhfuil aon duine in amhras faoi. Ní aisling amháin é seo a thuilleadh, ach riachtanas an lae. Tá eolaithe ag canadh an t-aláram níos mó agus níos mó, ag impí orainn leictreachas a shábháil agus iarracht a dhéanamh gléasanna leictreacha a úsáid chomh héifeachtach agus is féidir.
Suimiúil freisin: Léirmheas Motorola Imeall 40: mar an gcéanna "barr ar an airgead"
Ritheann an chuid is mó de na feistí ar chadhnraí nó cadhnraí, ó shean-imreoirí Walkman chuig na fóin chliste nó na ngluaisteán leictreacha is déanaí, bunaithe ar theicneolaíochtaí litiam-ian (Li-ion). Baineadh úsáid astu le blianta fada i bhformhór na bhfearais leictreacha agus na bhfeistí teicneolaíochta, cé nach bhfuil siad an-éifeachtach ó thaobh fuinnimh agus buan. Ina theannta sin, beidh a ndiúscairt thar thréimhse ama ina fhíorfhadhb do staid éiceolaíoch ár dtimpeallachta.
Cuirtear cadhnraí litiam-ian beagnach i ngach áit, toisc go bhfuil siad saor agus go bhfuil ardfheidhmíocht acu. De réir mar a tháinig laghdú suntasach ar chostas na gcadhnraí seo le deich mbliana anuas, tá siad ag éirí mar an rogha eile is inmharthana le haghaidh úsáide fadtéarmach, go simplí mar gheall ar a bhflúirseacht iomlán. Sa lá atá inniu ann, tá costas íseal agus dlús fuinnimh méadaithe bainte amach ag na cadhnraí seo ní trí cinn teicneolaíochta, ach trí bharrfheabhsú innealtóireachta simplí agus leanúnach ar mhodhanna déantúsaíochta, uirlisí agus éifeachtúlacht.
Mar sin féin, le forbairt modhanna agus teicneolaíochtaí nua táirgeachta leictreachais, tá an t-éileamh ar mhodhanna éifeachtacha stórála ag fás. Ar scála beag, níl aon fhadhbanna ann leis seo - is é an réiteach ná cineálacha éagsúla cadhnraí agus taisc-cheallraí, atá chomh soiléir mar ghné den réaltacht leis an leictreachas féin.
Úsáidtear iad chun fóin a chumhachtú, cineálacha éagsúla soilsithe, bhí gá leo uair amháin chun lóicphointí nó seinnteoirí ceoil a úsáid, cé go bhfuil siad seo go léir inár bhfóin cliste anois. Ach conas a stórálann tú an fuinneamh is gá chun cumhacht a thabhairt do theaghlach iomlán? Tarlaíonn sé gur féidir le cadhnraí a bheith áisiúil sa chás seo freisin. Ar ndóigh, nílimid ag caint faoi chadhnraí den chineál "méara" tóir atá ar fáil i siopaí, ach faoi fheistí go hiomlán nua, ar éachtaí innealtóireachta spreagúla iad féin.
Tá taighde ar siúl le tamall maith chun cadhnraí nua a fhorbairt a bheidh in ann dul san iomaíocht le cadhnraí litiam-ian i dtéarmaí feidhmíochta, costais agus marthanachta.
Níl go leor de na teicneolaíochtaí nua seo go hiomlán nua. Go bunúsach, oibríonn siad mar an gcéanna le cadhnraí litiam-ian, ach ag baint úsáide as ábhair éagsúla. Seo a leanas roinnt de na samplaí is suimiúla de theicneolaíochtaí a d'fhéadfadh réimse na stórála fuinnimh a réabhlóidiú go luath.
Léigh freisin: 7 Úsáidí is Fearr as ChatGPT
Ní úsáideann an cineál ceallraí seo, murab ionann agus daoine eile, leictrilítí leachtacha nó glóthacha, ach foirmeacha soladacha. Is gnách go mbíonn electrolytes den sórt sin i bhfoirm criadóireacht, gloine, polaiméirí nó sulfítí. Tá cadhnraí soladach-stáit níos éifeachtaí toisc go soláthraíonn siad níos mó fuinnimh do na toisí céanna lena gcomhghleacaithe litiam-ian. Tá acmhainneacht mhór acu, go háirithe i réimse an chumhachtú feithiclí leictreacha.
Tá an cumas ag ceallraí soladach-stáit an chuid is mó de na fadhbanna atá liostaithe thuas a réiteach le cadhnraí litiam-ian an lae inniu. Is féidir le ceallraí soladach-stáit gloine trí huaire an dlús fuinnimh a bheith aige trí úsáid a bhaint as anóid miotail alcaile (litiam, sóidiam, nó potaisiam), a mhéadaíonn dlús fuinnimh an chatóid agus a sholáthraíonn saolré fada. Meastar go bhfuil leictrilít soladach neamh-inadhainte nó ar a laghad resistant to self-adhaint. Laghdaíonn nádúr neamh-inadhainte cadhnraí soladach-stáit an baol róthéamh freisin, rud a fhágann gur féidir cealla a phacáil níos dlúithe, rud a mhéadaíonn solúbthacht dearaidh agus dlús mórchóir.
Tá baint ag súil ard do na cadhnraí seo leis an bhfíric gur féidir leo maireachtáil i bhfad níos faide. Agus is buntáiste mór é seo i saol an lae inniu.
Mar sin féin, tá cadhnraí soladach-stáit ag leibhéal íseal ullmhachta teicneolaíochta faoi láthair agus tá taighde bunúsach fós ar siúl, rud a fhágann go bhfuil neamhchinnteacht agus imní ann maidir le costas ard táirgeachta agus inscálaithe. Is é an dúshlán freisin leictrilítí soladacha a thabhairt isteach i bpróiseas atá ag luí le cleachtais déantúsaíochta nua-aimseartha, níor cheart go ndéanfadh sé difear do marthanacht nó costas an táirge deiridh, agus, ina theannta sin, buntáistí a chur leis mar fhuinneamh níos fearr agus dlús cumhachta, sábháilteacht méadaithe, agus tréchur níos airde.
Léigh freisin: Thástáil mé agus chuir mé agallamh ar chatbot Bing
Thosaigh cadhnraí litiam-sulfair (Li-S) (gan a mheascadh le "litiam-sulfair" - na cadhnraí síoraí seo á spreagadh ag díospóidí na nÚcránach) a fhorbairt agus taighde a dhéanamh orthu ó 60s an chéid seo caite mar fheiste éifeachtach do fuinneamh a stóráil trí úsáid a bhaint as imoibrithe leictriceimiceacha inchúlaithe. In ainneoin forbairt agus tráchtálú tapa na teicneolaíochta ceallraí litiam-ian (LIB), níor baineadh amach aon cinn chun na dúshláin theicniúla ríthábhachtacha atá roimh chadhnraí litiam-ian a réiteach sna blianta amach romhainn. Dá bhrí sin, sna 2000í, fuair cadhnraí Li-S suim shuntasach ar ais ó fhorbróirí mar gheall ar a buntáistí - ar chostas íseal agus ar fhuinneamh sonrach teoiriciúil ard. Tá na táscairí seo beagnach 3 huaire níos airde ná tréithe cadhnraí litiam-ian atá ann faoi láthair. Mar gheall ar chostas íseal agus ard-ábhar sulfair (i.e. ábhar catóide gníomhach) tá cadhnraí litiam-sulfair níos tarraingtí ná cadhnraí litiam-ian, ag cur san áireamh go n-úsáideann siad ábhair ríthábhachtacha mar chóbalt agus nicil i dtáirgeadh catóide.
Agus i gcadhnraí litiam-sulfair, beidh an catóide, atá ar cheann den dá leictreoid sa cheallraí, déanta as sulfair. Tá an eilimint seo níos cothroime ná nicil agus cóbalt traidisiúnta. Tá cadhnraí den sórt sin níos éifeachtaí ná cadhnraí litiam-ian. Is léir go bhféadfadh raon níos faide de na gluaisteáin ina n-úsáidfear iad a bheith mar thoradh air seo. Is féidir linn a rá gurb é buntáiste mór na gcadhnraí seo gur amhábhar saor agus forleathan é sulfair. Ag an am céanna, tá próiseas táirgthe cadhnraí den sórt sin an-chosúil leis an gceann a úsáidtear chun cadhnraí litiam-ian a tháirgeadh, rud a chiallaíonn gur féidir na feistí agus na hacmhainní táirgthe céanna a úsáid lena dtáirgeadh.
Buntáiste eile a bhaineann leis na cineálacha cadhnraí seo ná an méid fuinnimh níos lú a theastaíonn chun iad a mhonarú, beagnach 25%. Is féidir leis na gnéithe seo go léir táirgeadh cadhnraí litiam-sulfair a dhéanamh an-bhrabúsach.
Tá forbairtí faoi lán seoil cheana féin. D'éirigh thar barr leis an gcuideachta Lyten sa réimse seo. Tá ardán ceallraí LytCell EV iomlán aige cheana féin. Deir an chuideachta go bhfuil a ceallraí níos saoire agus níos sábháilte ná cadhnraí litiam-ian an lae inniu, agus go bhféadfaí é a úsáid i bhfeithiclí leictreacha mais-tháirgthe a tógadh sna SA faoi lár na deich mbliana seo.
Suimiúil freisin: Google Bard AI: Gach rud atá uait
Oibríonn an cineál ceallraí seo ar bhonn an phróisis ocsaídiúcháin iarainn ag baint úsáide as aer. Sa phróiseas athluchtaithe, déantar substaintí ocsaíde a thiontú ar ais go iarann i bpróiseas ar a dtugtar ocsaídiú droim ar ais. Táthar ag súil go dtiocfaidh cadhnraí iarainn-aeir go forleathan go luath amach anseo, go príomha toisc go gceadaíonn siad stóráil fuinnimh beagnach 25 uair níos faide ná cadhnraí litiam-ian.
Mar gheall ar na cúlchistí an-mhór d'iarann agus d'aer, is cinnte go gcosnódh cadhnraí den sórt sin i bhfad níos lú. De réir meastacháin, is féidir a bpraghas a bheith níos ísle ná na cadhnraí atá ann cheana féin thart ar 10 n-uaire! Ar an drochuair, tá míbhuntáiste suntasach amháin ag cadhnraí den sórt sin - mar gheall ar an ráta mall ocsaídiúcháin iarainn, is féidir go dtógfaidh sé go leor ama iad a mhuirearú.
Tá an Fuinneamh Foirm nuathionscanta, a tháinig chun cinn ar bhonn Institiúid Teicneolaíochta cáiliúil Massachusetts (MIT), ag forbairt cadhnraí iarainn-aeir go rathúil. Foirm Tá cadhnraí Fuinnimh, de réir na bhforbróirí, deich n-uaire níos saoire ná litiam, agus úsáideann siad iarann, atá flúirseach ar fud an domhain. Ag an am céanna, is féidir le cadhnraí iarann-aer maireachtáil níos faide ná cadhnraí litiam agus tá siad níos sábháilte freisin toisc nach bhfuil siad inadhainte.
Is é an t-aon míbhuntáiste a fheictear i láthair na huaire ná go bhfuil na cadhnraí seo mall le muirearú, rud a fhágann gur rogha níos lú inmharthana iad ná cadhnraí litiam, mar shampla i gcás ríomhairí glúine nó fóin chliste. Ar an láimh eile, is réiteach den scoth iad maidir le stóráil fuinnimh ar leibhéal an eangach chumhachta náisiúnta, toisc go bhféadfaidh siad 100 uair an chloig de stóráil fuinnimh a sholáthar, i bhfad níos faide ná cadhnraí litiam, a mhairfidh suas le sé huaire an chloig. Ar an mbealach seo, is féidir leo comhtháthú páirceanna gréine agus feirmeacha gaoithe ar scála mór a éascú.
Suimiúil freisin: An feiniméan Bluesky: cén cineál seirbhíse agus an bhfuil sé ar feadh i bhfad?
Sampla suimiúil eile de chineál nua ceallraí ná iad siúd a stórálann teas in ionad leictreachais. Mar shampla, tá an chuideachta Iosraelach Brenmiller Energy ag obair ar úsáid a bhaint as ábhair mhalartacha, mar charraigeacha, chun fuinneamh teirmeach a stóráil. Ó 2012, tá Brenmiller Energy ag baint úsáide as cloch brúite ar dtús le haghaidh giniúna agus ansin le haghaidh stórála fuinnimh theirmeach. Is féidir teicneolaíochtaí den sórt sin, ar a seal, a úsáid chun críocha éagsúla, mar shampla, sa tionscal.
Suimiúil go leor, nach bhfuil an smaoineamh cloch brúite a úsáid le haghaidh stórála fuinnimh go hiomlán nua. Tá NASA, a bhfuil go leor teicneolaíochtaí nua chun a chreidiúint, ag tástáil teicneolaíochtaí stórála fuinnimh teirmeach ó sheachtóidí an chéid seo caite. Murab ionann agus na cinn thraidisiúnta, úsáideann na cadhnraí a tháirgeann cuideachta Iosrael fuinneamh chun gal, uisce te nó aer te a tháirgeadh. Deir Brenmiller Energy go mbeidh a ghléasra, ar a dtugtar Tempo, in ann suas le 35 MWh fuinnimh a stóráil, ag táirgeadh suas le 14 tonna gaile in aghaidh na huaire.
Tá sé seo thar a bheith tábhachtach do gheilleagar Iosrael, áit a dtagann suas le 45 faoin gcéad de na hastaíochtaí uile a bhaineann le fuinneamh ón earnáil téimh thionsclaíoch. Tá an tionscadal seo le cur in ionad coirí gaile a ritheann ar bhreoslaí iontaise traidisiúnta.
Éilíonn réaltachtaí nua réitigh nua. Cuirfidh cuma cineálacha nua cadhnraí le forbairt teicneolaíochtaí i réimse na coigilte fuinnimh. B'fhéidir i gceann cúpla bliain, ní bheidh gá le do ríomhaire glúine nó do ghuthán cliste a mhuirearú gach lá a thuilleadh, toisc go n-oibreoidh sé ar feadh míosa, nó b'fhéidir fiú bliain, ar aon mhuirear amháin. Agus ag an am céanna, ní hamháin go sábhálann an cineál ceallraí nua fuinneamh, ach freisin rannchuideoidh sé le caomhnú an chomhshaoil.
Suimiúil freisin:
Leave a Reply