أسبوع جديد وبطارية جديدة. الآن الأقطاب الكهربائية مصنوعة من جزيئات نانوية من المنغنيز وأكاسيد التيتانيوم بدلاً من الكوبالت والنيكل
محتوى
نشر علماء من جامعة يوكوهاما (اليابان) ورقة بحثية عن الخلايا التي تم فيها استبدال الكوبالت (Co) والنيكل (Ni) بأكاسيد التيتانيوم (Ti) والمنغنيز (Mn)، حيث تم سحقها إلى مستوى يصبح فيه حجم الجسيمات ويقاس بالمئات. نانومتر. وينبغي أن تكون الخلايا أرخص في التصنيع وأن تتمتع بقدرة مماثلة أو أفضل من خلايا أيونات الليثيوم الموجودة اليوم.
إن غياب الكوبالت والنيكل في بطاريات الليثيوم أيون يعني انخفاض التكاليف.
جدول المحتويات
- إن غياب الكوبالت والنيكل في بطاريات الليثيوم أيون يعني انخفاض التكاليف.
- ما الذي تم تحقيقه في اليابان؟
يتم تصنيع خلايا أيون الليثيوم النموذجية باستخدام عدة تقنيات مختلفة ومجموعات مختلفة من الخلايا والمركبات الكيميائية المستخدمة في الكاثود. وأهم الأنواع هي:
- NCM أو NMC - أي على أساس كاثود النيكل والكوبالت والمنغنيز ؛ يتم استخدامها من قبل معظم مصنعي السيارات الكهربائية ،
- NKA - أي على أساس كاثود النيكل والكوبالت والألمنيوم ؛ يستخدمها تسلا
- LFP - على أساس فوسفات الحديد ؛ تستخدمها BYD ، وبعض العلامات التجارية الصينية الأخرى تستخدمها في الحافلات ،
- LCO - على أساس أكاسيد الكوبالت ؛ لا نعرف الشركة المصنعة للسيارات التي قد تستخدمها ، لكنها تظهر في الإلكترونيات ،
- الكائنات الحية المعدلة - أي على أساس أكاسيد المنغنيز.
يتم تبسيط الفصل من خلال وجود روابط تربط التقنيات (على سبيل المثال ، NCMA). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكاثود ليس كل شيء ، فهناك أيضًا إلكتروليت وأنود.
> Samsung SDI مع بطارية ليثيوم أيون: اليوم الجرافيت ، وقريبًا السيليكون ، وقريبًا خلايا الليثيوم المعدنية ومدى 360-420 كم في BMW i3
يتمثل الهدف الرئيسي لمعظم الأبحاث حول خلايا أيونات الليثيوم في زيادة قدرتها (كثافة الطاقة) ، والسلامة التشغيلية وسرعة الشحن مع إطالة عمرها التشغيلي. مع خفض التكاليف. ويأتي التوفير الرئيسي في التكاليف من التخلص من الخلايا من الكوبالت والنيكل، وهما العنصران الأكثر تكلفة. ويمثل الكوبالت مشكلة خاصة لأنه يتم استخراجه في المقام الأول في أفريقيا، وغالباً ما يستخدم الأطفال.
انتقلت الشركات المصنعة الأكثر تقدمًا اليوم إلى أرقام فردية (تسلا: 3 بالمائة) أو أقل من 10 بالمائة.
ما الذي تم تحقيقه في اليابان؟
يدعي الباحثون في يوكوهاما ذلك تمكنوا من استبدال الكوبالت والنيكل بالكامل بالتيتانيوم والمنغنيز. لزيادة سعة الأقطاب الكهربائية ، قاموا بتأريض بعض الأكاسيد (ربما المنغنيز والتيتانيوم) بحيث يصل حجم جسيماتهم إلى عدة مئات من النانومترات. يعد الطحن طريقة شائعة الاستخدام لأنه نظرًا لحجم المادة ، فإنه يزيد من مساحة سطح المادة.
علاوة على ذلك، كلما زادت مساحة السطح، زادت الزوايا والزوايا في التصميم، وزادت سعة القطب.
ويظهر الإصدار أن العلماء نجحوا في إنشاء نموذج أولي لخلية ذات خصائص واعدة، ويبحثون الآن عن شركاء في شركات التصنيع. وستكون الخطوة التالية هي اختبار شامل لقدرتهم على التحمل، تليها محاولة الإنتاج الضخم. إذا كانت معلماتهم واعدة، وسوف تصل إلى السيارات الكهربائية في موعد لا يتجاوز عام 2025..
قد يثير هذا اهتمامك:
