ການປະຕິວັດຄວາມກ້າວຫນ້າໃນຫມໍ້ໄຟຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ: ປູທາງໄປສູ່ອະນາຄົດສີຂຽວ

ແນະນຳ

ຍານ​ພາ​ຫະ​ນະ​ໄຟ​ຟ້າ (EVs) ໄດ້​ອອກ​ມາ​ເປັນ​ການ​ແກ້​ໄຂ​ທີ່​ມີ​ຄໍາ​ຫມັ້ນ​ສັນ​ຍາ​ເພື່ອ​ຕ້ານ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ຂອງ​ດິນ​ຟ້າ​ອາ​ກາດ​ແລະ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ການ​ເພິ່ງ​ພາ​ອາ​ໄສ​ເຊື້ອ​ໄຟ​ຟອດ​ຊິວ​ທໍາ. ຈຸດໃຈກາງຂອງຄວາມສໍາເລັດຂອງ EVs ແມ່ນຫມໍ້ໄຟຂອງພວກເຂົາ, ເຊິ່ງເກັບຮັກສາແລະສະຫນອງພະລັງງານເພື່ອພະລັງງານຂອງມໍເຕີໄຟຟ້າຂອງຍານພາຫະນະ. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ມີຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນໃນເຕັກໂນໂລຢີຂອງແບດເຕີລີ່, ນໍາໄປສູ່ການປັບປຸງປະສິດທິພາບ, ໄລຍະຫ່າງຍາວ, ແລະເວລາສາກໄຟໄວຂຶ້ນ. ບົດ​ຄວາມ​ນີ້​ຄົ້ນ​ຫາ​ນະ​ວັດ​ຕະ​ກໍາ​ຫລ້າ​ສຸດ​ໃນ​ຫມໍ້​ໄຟ​ລົດ​ໄຟ​ຟ້າ​ແລະ​ຄວາມ​ສາ​ມາດ​ຂອງ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ໃນ​ການ​ປະ​ຕິ​ວັດ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກໍາ​ລົດ​ຍົນ​.

ວິວັດທະນາການຂອງເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟ

ວິວັດທະນາການຂອງແບດເຕີຣີ້ລົດໄຟຟ້າສາມາດຕິດຕາມໄດ້ກັບແບດເຕີຣີອາຊິດອາຊິດຕົ້ນທີ່ໃຊ້ໃນລົດໄຟຟ້າໃນໄລຍະຫນຶ່ງສະຕະວັດກ່ອນຫນ້ານີ້. ຕັ້ງແຕ່ນັ້ນມາ, ເຕັກໂນໂລຢີຫມໍ້ໄຟໄດ້ມີຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນ, ດ້ວຍການພັດທະນາຫມໍ້ໄຟ nickel-metal hydride (NiMH) ແລະ, ບໍ່ດົນມານີ້, ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.

ແບດເຕີຣີ້ Lithium-ion ໄດ້ກາຍເປັນທາງເລືອກມາດຕະຖານສໍາລັບ EVs ເນື່ອງຈາກຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ການອອກແບບທີ່ມີນ້ໍາຫນັກເບົາ, ແລະອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານກວ່າເມື່ອທຽບໃສ່ກັບເຄມີຂອງຫມໍ້ໄຟອື່ນໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນັກຄົ້ນຄວ້າແລະຜູ້ຜະລິດກໍາລັງພະຍາຍາມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອຊຸກຍູ້ຂອບເຂດຂອງເຕັກໂນໂລຢີຫມໍ້ໄຟເພື່ອແກ້ໄຂຂໍ້ຈໍາກັດທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານແລະຄວາມໄວໃນການສາກໄຟ.

Solid-State Batteries: ຊາຍແດນຕໍ່ໄປ

ຫນຶ່ງໃນຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ໂດດເດັ່ນໃນຫມໍ້ໄຟຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແມ່ນການພັດທະນາຂອງຫມໍ້ໄຟຂອງລັດແຂງ. ບໍ່ເຫມືອນກັບແບດເຕີລີ່ lithium-ion ແບບດັ້ງເດີມ, ເຊິ່ງໃຊ້ electrolytes ແຫຼວ, ແບດເຕີຣີຂອງ Solid-state ໃຊ້ electrolytes ແຂງ, ສະເຫນີຂໍ້ດີຫຼາຍ:

ປັບປຸງຄວາມປອດໄພ: ຫມໍ້ໄຟຂອງ Solid-state ມີຄວາມສ່ຽງຫນ້ອຍທີ່ຈະເກີດຄວາມຮ້ອນແລະໄຟໄຫມ້ຂອງຫມໍ້ໄຟ, ເຮັດໃຫ້ມັນປອດໄພກວ່າຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທົ່ວໄປ.

ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ: ຫມໍ້ໄຟຂອງ Solid-state ມີທ່າແຮງທີ່ຈະບັນລຸຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ໄລຍະການຂັບຂີ່ສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າດົນກວ່າ.

ການສາກໄວຂຶ້ນ: ແບັດເຕີຣີ Solid-state ສາມາດທົນກະແສການສາກໄຟທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ເວລາສາກໄຟໄວຂຶ້ນ ແລະຫຼຸດເວລາຢຸດເຮັດວຽກສຳລັບເຈົ້າຂອງ EV.

ບໍລິສັດເຊັ່ນ: ໂຕໂຍຕ້າ, QuantumScape, ແລະພະລັງງານແຂງແມ່ນຢູ່ແຖວຫນ້າຂອງການຄົ້ນຄວ້າຫມໍ້ໄຟຂອງລັດແຂງ, ການລົງທຶນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນ R&D ເພື່ອນໍາເຕັກໂນໂລຢີນີ້ໄປສູ່ການຄ້າ. ໃນຂະນະທີ່ສິ່ງທ້າທາຍຍັງຄົງຢູ່, ເຊັ່ນ: ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແບດເຕີຣີຂອງລັດແຂງຖືສັນຍາທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ສໍາລັບອະນາຄົດຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ.

ແບດເຕີລີ່ Silicon Anode: ປົດລ໋ອກຄວາມອາດສາມາດພະລັງງານທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ

ພື້ນທີ່ອື່ນຂອງການປະດິດສ້າງໃນຫມໍ້ໄຟຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແມ່ນການນໍາໃຊ້ anodes ຊິລິໂຄນ. ແບດເຕີລີ່ lithium-ion ແບບດັ້ງເດີມໃຊ້ graphite anodes, ເຊິ່ງມີຄວາມສາມາດເກັບຮັກສາພະລັງງານຈໍາກັດ. Silicon, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສາມາດເກັບຮັກສາ lithium ions ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ.

ເຖິງວ່າຈະມີທ່າແຮງຂອງມັນ, ຊິລິໂຄນ anodes ໄດ້ປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍເຊັ່ນການເຊື່ອມໂຊມຢ່າງໄວວາແລະການຂະຫຍາຍປະລິມານໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟ. ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງຄົ້ນຫາວັດສະດຸໃຫມ່ແລະເຕັກນິກວິສະວະກໍາເພື່ອເອົາຊະນະອຸປະສັກເຫຼົ່ານີ້ແລະການຜະລິດຫມໍ້ໄຟ silicon anode ສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ.

ບໍລິສັດເຊັ່ນ Tesla, Panasonic, ແລະ Sila Nanotechnologies ກໍາລັງພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີຫມໍ້ໄຟທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນຢ່າງຫ້າວຫັນ, ໂດຍມີຈຸດປະສົງເພື່ອສົ່ງແບດເຕີຣີ້ EV ທີ່ມີຄວາມຈຸພະລັງງານຫຼາຍກວ່າເກົ່າແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບ.

ເຕັກນິກການຜະລິດແບບພິເສດ

ນອກເຫນືອໄປຈາກເຄມີສາດຫມໍ້ໄຟໃຫມ່, ຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກນິກການຜະລິດຍັງປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການປັບປຸງຫມໍ້ໄຟຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ. ເຕັກນິກເຊັ່ນ: ການປຸງແຕ່ງມ້ວນເຖິງມ້ວນ, electrodeposition, ແລະການພິມ 3D ແມ່ນເຮັດໃຫ້ການຜະລິດຫມໍ້ໄຟທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືທີ່ປັບປຸງ.

ໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການຜະລິດ, ຜູ້ຜະລິດແບດເຕີຣີສາມາດຂະຫນາດການຜະລິດແລະຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ, ເຮັດໃຫ້ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າສາມາດເຂົ້າເຖິງຜູ້ຊົມໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ.

ຄວາມຍືນຍົງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະການຣີໄຊເຄິນ

ໃນຂະນະທີ່ການຮັບຮອງເອົາຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຍັງສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ບັນຫາການລີໄຊເຄີນຫມໍ້ໄຟແລະຄວາມຍືນຍົງຂອງສິ່ງແວດລ້ອມໄດ້ກາຍເປັນຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍຂຶ້ນ. ຜູ້ຜະລິດກໍາລັງລົງທຶນໃນເຕັກໂນໂລຢີການລີໄຊເຄີນເພື່ອຟື້ນຟູວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນຄ່າເຊັ່ນ: lithium, cobalt, ແລະ nickel ຈາກຫມໍ້ໄຟທີ່ໃຊ້ແລ້ວ.

ນະວັດຕະກໍາໃນການລີໄຊເຄີນແບດເຕີຣີມີຈຸດປະສົງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອ, ຫຼຸດຜ່ອນການເພິ່ງພາອາໄສວັດສະດຸທີ່ຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່, ແລະສ້າງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະຫນອງແບບວົງປິດສໍາລັບຫມໍ້ໄຟລົດໄຟຟ້າ. ບໍລິສັດເຊັ່ນ: Redwood Materials, ເຊິ່ງກໍ່ຕັ້ງໂດຍ Tesla ຜູ້ຮ່ວມກໍ່ຕັ້ງ JB Straubel, ເປັນຜູ້ນໍາພາໃນການລິເລີ່ມການລີໄຊເຄີນຫມໍ້ໄຟ, ປູທາງໄປສູ່ອະນາຄົດທີ່ຍືນຍົງສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ.

ສະຫຼຸບ

ຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີຫມໍ້ໄຟລົດໄຟຟ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການກ້າວກະໂດດອັນສໍາຄັນໃນການຄົ້ນຫາການຂົນສົ່ງແບບຍືນຍົງ. ຈາກແບດເຕີຣີຂອງລັດແຂງເຖິງຊິລິໂຄນ anodes ແລະເຕັກນິກການຜະລິດທີ່ກ້າວຫນ້າ, ການປະດິດສ້າງເຫຼົ່ານີ້ສັນຍາວ່າຈະແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນແລະເລັ່ງການຮັບຮອງເອົາຍານພາຫະນະໄຟຟ້າໃນທົ່ວໂລກ.

ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຈະກາຍເປັນລາຄາທີ່ເຫມາະສົມ, ເຊື່ອຖືໄດ້, ແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ, ໃນທີ່ສຸດການຫັນປ່ຽນອຸດສາຫະກໍາລົດຍົນແລະຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍອາຍພິດຄາບອນໃນທົ່ວໂລກ. ດ້ວຍການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການຮ່ວມມືຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງລະຫວ່າງບັນດາພາກສ່ວນກ່ຽວຂ້ອງໃນອຸດສາຫະກຳ, ອະນາຄົດຂອງໝໍ້ໄຟລົດໄຟຟ້າຈະສົດໃສກວ່າທີ່ເຄີຍເປັນມາ, ປະກາດຍຸກໃໝ່ຂອງການຂົນສົ່ງທີ່ສະອາດ ແລະ ມີປະສິດທິພາບໃຫ້ແກ່ຄົນລຸ້ນຫຼັງ.