Di roja Çarşema bê, 24ê Mijdarê de, maseya dora herî dawî ya Driving into the Future dê nîqaş bike ka pêşeroja hilberîna baterî ya Kanadayî çawa dibe. Ma hûn xweşbîn in - hûn bi rastî bawer dikin ku hemî otomobîl dê heya sala 2035-an elektrîkî bibin - an hûn difikirin ku em ê negihêjin wê armanca azwerî, otomobîlên ku bi batterê ve têne hêz kirin beşek girîng a pêşeroja me ne. Ger Kanada dixwaze bibe beşek ji vê şoreşa elektrîkê, divê em rêyek bibînin ku di pêşerojê de bibin hilberînerê pêşeng ên pergalên hêza otomotîvê. Ji bo ku hûn bibînin ka pêşeroj çawa dixuye, vê Çarşemê di demjimêr 11:00 danê sibê de li gorî dema Rojhilatê li ser maseya herî dawî ya çêkirina bataryayê ji bo me li Kanada temaşe bikin.
Pîlên hişk ji bîr bikin. Heman tişt ji bo hemî hûrguliyên di derbarê anodes silicon de derbas dibe. Tewra bataryaya hewayê-aluminyûmê ya birûmet ku li malê nayê barkirin jî nikare cîhana wesayîtên elektrîkê bihejîne.
Pîlê strukturel çi ye? Belê, ev pirsek baş e. Xweşbextane ji bo min, yê ku naxwaze îdia bike ku dibe ku ez ne xwediyê pisporiya endezyariyê be, bersiv hêsan e. Otomobîlên elektrîkê yên heyî bi bataryayên ku di gerîdeyê de hatine saz kirin têne hêz kirin. Oh, me rêyek nû dît ku em qalîteya wan veşêrin, ev e ku em van hemî bataryayên lîtium-ion di binê şassê de ava bikin, platformek "skateboard" biafirînin ku naha bi sêwirana EV re hevwate ye. Lê dîsa jî ji erebeyê cihê ne. Pêvekek, heke hûn bixwazin.
Pîlên strukturel vê paradîgmayê bi çêkirina tevahiya şasiya ku ji hucreyên bataryayê hatî çêkirin, hilweşînin. Di pêşerojeke ku xiyalek xuya dike de, ne tenê qata bargiran dê ji dêvla bataryayê be, lê hin beşên laş - stûnên A, banî, û tewra, wekî saziyek lêkolînê destnîşan kiriye, gengaz e. Parzûna hewayê jûreya zextê - ne tenê bi bataryayên pêvekirî, lê bi rastî jî ji bataryayên pêk tê. Bi gotina Marshall McLuhan a mezin, erebe pîlê ye.
Welê, her çend bataryayên lîtium-ionê yên nûjen bi teknolojiya bilind xuya dikin jî, ew giran in. Tîrêjiya enerjiyê ya îyona lîtiumê ji ya benzînê pir kêmtir e, ji ber vê yekê ji bo bidestxistina heman rêjeyê wekî wesayîtên sotemeniya fosîl, bataryayên di EV-yên nûjen de pir mezin in. Pir mezin.
Ya girîngtir, ew giran in. Mîna giran di "barê berfireh". Formula bingehîn a ku niha ji bo hesabkirina dendika enerjiyê ya pîlê tê bikar anîn ev e ku her kîlo yon lîtium dikare bi qasî 250 watt-saet elektrîkê hilberîne. An jî di cîhana kurtkirinê de, endezyar tercîh dikin, 250 Wh / kg.
Piçek matematîkê bikin, bataryayek 100 kWh mîna Teslayê ye ku bi pîlê Model S ve hatî girêdan, ev tê vê wateyê ku hûn her ku biçin, hûn ê bi qasî 400 kg pîlê bikşînin. Ev serîlêdana çêtirîn û herî bikêr e. Ji bo me laîk, dibe ku rasttir be ku em texmîn bikin ku bataryayek 100 kWh bi qasî 1,000 pound giran e. Wek nîv ton.
Naha tiştek mîna Hummer SUT-a nû bifikirin, ku îdîa dike ku xwedan hêzek li ser 213 kWh e. Tewra ku general di karîgeriyê de hin destkeftiyan bibîne jî, Hummer-a jorîn dê dîsa jî bi qasî tonek bataryayê bikişîne. Erê, ew ê dûrtir bimeşe, lê ji ber van hemî avantajên pêvek, zêdebûna rêjeyê ne li gorî duqatkirina pîlê ye. Bê guman, kamyonek wê pêdivî ye ku motorek bi hêztir - ango, kêmtir bikêrhatî - hebe. Performansa alternatîfên sivik, kurttir. Wekî ku her endezyarê otomotîvê (çi ji bo bilez an aboriya sotemeniyê) dê ji we re bêje, giranî dijmin e.
Li vir batarya strukturel tê hundir. Bi çêkirina otomobîlan ji batariyan li şûna lê zêdekirina wan li strukturên heyî, piraniya giraniya zêde winda dibe. Heya radeyekê - ango dema ku hemî tiştên avahîsaziyê vediguhezin bataryayên - zêdekirina rêgeza gerîdeya gerîdeyê hema hema dibe sedema kêmbûna giraniyê.
Wekî ku hûn hêvî dikin - ji ber ku ez dizanim hûn li wir rûniştin û difikirin "Çi ramanek mezin!" - li pêşiya vê çareseriya biaqil astengî hene. Ya yekem ew e ku meriv jêhatîbûna çêkirina bataryayên ji materyalên ku ne tenê wekî anod û katod ji bo her pîlê bingehîn were bikar anîn, lê di heman demê de wekî têra xwe xurt - û pir sivik jî were bikar anîn! - Avahiyek ku karibe otombîleke du ton û rêwiyên wê piştgirî bike û hêvî heye ku ew sax be.
Ne ecêb e, du hêmanên sereke yên pîlê avahîsaziya herî hêzdar a ku heya roja îro ji hêla Zanîngeha Teknolojiyê ya Chalmers ve hatî çêkirin û ji hêla Enstîtuya Teknolojiyê ya Royal KTH, du zanîngehên endezyariyê yên herî navdar ên Swêdê ve hatî veberhênan kirin - fiber karbon û aluminium in. Di bingeh de, fîbera karbonê wekî elektrodê neyînî tê bikar anîn; elektrodê erênî fosfat hesinê lîtiumê ku pelika aluminiumê pêçandî ye bikar tîne. Ji ber ku fîbera karbonê jî elektronan dike, hewcedariya zîv û sifir giran tune. Katod û anodê ji hêla matrixek fîberek camê ve ku di heman demê de elektrolîtek jî heye ji hev cuda têne girtin, ji ber vê yekê ew ne tenê îyonên lîtiumê di navbera elektrodê de vediguhezîne, lê di heman demê de barkirina avahîsaziyê jî di navbera her duyan de belav dike. Voltaja binavkirî ya her hucreya baterî ya weha 2.8 volt e, û mîna hemî bataryayên wesayîta elektrîkî ya heyî, ew dikare were berhev kirin da ku 400V an jî 800V-ya hevpar ji wesayîtên elektrîkê yên rojane re hilberîne.
Her çend ev bazdanek zelal e, tewra van hucreyên teknolojîya bilind jî ji bo dema sereke ne amade ne. Tîrêjiya wan a enerjiyê tenê 25 watt-saetek neguhêz e ji her kîloyê re, û hişkiya avahîsaziya wan 25 gigapascals (GPa) ye, ku tenê ji fîbera camê ya çarçovê piçek bihêztir e. Lêbelê, bi fonê ji Ajansa Fezayê ya Neteweyî ya Swêdê re, guhertoya herî dawî naha li şûna elektrodên pelê aluminiumê, ku lêkolîner îdîa dikin ku hişkbûn û tîrêjiya enerjiyê heye, bêtir fîbera karbonê bikar tîne. Di rastiyê de, ev bataryayên karbon / karbonê yên herî paşîn tê çaverê kirin ku her kîloyek 75 watt-saet elektrîkê û modulek Young 75 GPa hilberînin. Dibe ku ev tîrêjiya enerjiyê hîn jî li paş bataryayên kevneşopî yên lîtium-ion paşde bimîne, lê hişkiya avahîsaziya wê naha ji aluminium çêtir e. Bi gotinek din, battera diagonal a şaseya wesayîta elektrîkê ya ku ji van bataryayê hatî çêkirin dibe ku ji hêla strukturel ve bi qasî pîlê ku ji aluminium hatî çêkirin bihêz be, lê giranî dê pir kêm bibe.
Yekem karanîna van bataryayên teknolojiya bilind hema hema bê guman elektronîkên xerîdar e. Profesorê Chalmers Leif Asp got: "Di çend salan de, bi tevahî gengaz e ku meriv smartphone, laptop an bisîkletek elektrîkî ku tenê nîvê giraniya îro ye û tevlihevtir e çêbike." Lêbelê, wekî ku berpirsiyarê projeyê destnîşan kir, "Em li vir bi rastî tenê ji hêla xeyala me ve sînorkirî ye."
Pîlê ne tenê bingeha wesayîtên elektrîkî yên nûjen e, lê di heman demê de girêdana wê ya herî qels e. Tewra pêşbîniya herî xweşbîn tenê dikare du caran ji tîrêjiya enerjiya heyî bibîne. Ger em bixwazin rêgezek bêhempa ya ku me hemiyan soz daye bi dest bixin - û wusa dixuye ku kesek her hefte ji bo barkirinê 1000 kîlometre soz dide? - Em ê ji zêdekirina bataryayên li otomobîlan çêtir bikin: Em ê neçar bimînin ku ji bataryayên otomobîlan çêbikin.
Pispor dibêjin ku tamîrkirina demkî ya hin rêyên xerabûyî, di nav de otobana Coquihalla, dê çend mehan bidome.
Postmedia pabend e ku forumek nîqaşê ya çalak lê taybet bidomîne û hemî xwendevanan teşwîq dike ku nêrînên xwe li ser gotarên me parve bikin. Dibe ku heta saetekê hewce bike ku şîrove li ser malperê xuya bibin. Em ji we daxwaz dikin ku hûn şîroveyên xwe têkildar û rêzdar bimînin. Me agahdariya e-nameyê çalak kiriye - heke hûn bersivek şîroveyê bistînin, ger mijarek şîroveya ku hûn dişopînin nûve bibe, an heke hûn şîroveya bikarhênerek bişopînin, hûn ê naha e-nameyek bistînin. Ji kerema xwe ji bo bêtir agahdarî û hûrguliyên li ser çawaniya eyarkirina mîhengên e-nameyê biçin Rêbernameyên Civaka me.