Inngangur:
Vá, þessi uppfinning gæti gjörbyltt leikreglunum í alþjóðlegri orkuiðnaði! Þann 12. febrúar 2025 birti alþjóðlega þekkta tímaritið Nature byltingarkennda uppgötvun. Teymið Peng Huisheng/Gao Yue frá Fudan-háskóla í Kína fann upp nýja...Tækni til að „endurnýja“ litíumrafhlöður, sem hefur brotið hefðbundnar hönnunarreglur litíumrafhlöður í meira en 30 ár, sem getur lengt líftíma rafhlöðunnar um meira en 10 sinnum! Venjuleg litíumjárnfosfatrafhlaða heldur samt 96% af afkastagetu sinni eftir 11.818 hleðslu- og afhleðslulotur! Þú veist, litíumrafhlöður sem eru á markaðnum núna eru notaðar 1000-2000 sinnum.
Hvað þýðir þetta? Áður fyrr þurfti að skipta um rafhlöðu í Tesla-bíl á 6-8 ára fresti, en nú er hægt að keyra hann í 60 ár án þess að þurfa að skipta um hann! Hægt er að hlaða og tæma iPhone-símann þinn 10.000 sinnum án þess að missa afl!
Innblásturinn að tækni við viðgerðir á rafhlöðum kemur frá meðferð manna
Hvernig fæddist þessi undraverða uppgötvun?
„Rétt eins og við meðhöndlum sjúkdóma hjá mönnum, leggjum við áherslu á að gera við kjarnavandamál rafhlöðunnar og vernda jafnframt heilbrigða hluta þeirra,“ útskýrði Gao Yue, rannsakandi við Fudan-háskóla.
Upphaflega var aðalástæðan fyrir „öldrun“ litíumrafhlöður tap á litíumjónum. Rétt eins og skortur á ákveðnu næringarefni í mannslíkamanum getur leitt til veikinda, geta rafhlöður einnig minnkað í afköstum vegna vannæringar. Byltingarkennd hugmynd teymisins er: Getum við bætt upp týndar litíumjónir í rafhlöðunni eins og að gefa sjúklingi sprautu?
Gervigreind hjálpar til við að brjóta niður lykiltækni fyrir jafnvægi rafhlöðu
Hins vegar er ekki auðvelt að finna viðeigandi „innspýtingu“. Þessi burðarsameind verður samtímis að uppfylla nánast strangar kröfur um eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika:
- Hefur viðeigandi rafefnafræðilega virkni og niðurbrotsspennubil.
- Hentug leysni í raflausn.
- Hefur framúrskarandi loftstöðugleika og efnastöðugleika.
- Viðeigandi sýrustig, basískt gildi og hvarfhraðafræði.
- Niðurbrotsefnin verða að vera örugg og skaðlaus.
- Mikilvægast er að það sé ódýrt og auðvelt að auka framleiðslu.
Gervigreind uppgötvar lykilefni
Þar sem engin fordæmi voru til staðar sneri rannsóknarhópurinn sér að gervigreind. Þeir stafrænu eiginleika sameinda og notuðu vélanám til að finna svör úr gríðarlegu magni gagna úr lífrænni efnafræði, rafefnafræði og efnisverkfræði.
Erfiðið bar árangur! Eftir fjögurra ára erfiði fundu þeir loksins hina fullkomnu lausn: CF3SO2Li (litíumtríflúormetansúlfónat). Þessi sameind er eins og smækkað flutningsefni sem ber litíumrafeindir í öðrum endanum og losar þær örugglega sem gas í hinum endanum eftir að flutningnum er lokið.
Niðurstöður tilraunanna eru hneykslanlegar!
Í tilrauninni hafði rafhlaðan sem fékk þessa „nákvæmu meðferð“ enn afköst sem voru nálægt verksmiðjustigi, jafnvel eftir 12.000 til 60.000 hleðslu- og afhleðslulotur. Þetta lengir ekki aðeins líftíma rafhlöðunnar heldur veitir einnig raunhæfa tæknilega lausn til að leysa vandamálið með mengun úrgangsrafhlöðu í stórum stíl.
Enn spennandi er að þessi tækni hefur opnað alveg nýja möguleika:
Útfærði litíumfrítt katóðrafhlöðukerfi með spennu upp á 3,0V og orkuþéttleika allt að 1192 Wh/kg.
Þróaði lífræna brennisteinsbætta pólýakrýlnítríl katóðupoka rafhlöðu með orkuþéttleika upp á 388 Wh/kg.
Byltingarkennd áhrif
Þessi bylting mun gjörbreyta leikreglunum í nýja orkugeiranum:
Þetta mun draga verulega úr kostnaði við notkun rafknúinna ökutækja, draga verulega úr umhverfismengun af völdum úrgangs rafhlöðu og opna fyrir nýjar hugmyndir um hönnun nýrra rafhlöðu; það sem mest spennandi er að kostnaðurinn við þessa tækni er mjög mikill - áætlað er að hún nemi minna en 10% af heildarkostnaði rafhlöðunnar, sem þýðir að hún hefur möguleika á stórfelldri viðskiptalegri notkun!
Eins og rannsakandinn Gao Yue sagði: Hvort sem um er að ræða að lengja endingu rafhlöðu eða koma í veg fyrir stórfellda notkun og umhverfismengun, þá býður þessi „nákvæma meðferð“ upp á raunhæfa tæknilega lausn. Þessi rannsókn sýnir ekki aðeins fram á nýsköpunarstyrk Kína á sviði nýrrar orku, heldur boðar einnig komu nýrrar tímar. Í náinni framtíð gæti „rafhlöðukvíði“ orðið saga. Við skulum hlakka til að þessi byltingarkennda tækni verði markaðssett eins fljótt og auðið er!
Beiðni um tilboð:
Jacqueline:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
Súkre:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
Nancy:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
Birtingartími: 28. febrúar 2025