Utangulizi:
Lo, uvumbuzi huu unaweza kupindua kabisa sheria za mchezo katika tasnia mpya ya nishati duniani! Mnamo Februari 12, 2025, jarida kuu la kimataifa la Nature lilichapisha uvumbuzi wa kimapinduzi. Timu ya Peng Huisheng/Gao Yue kutoka Chuo Kikuu cha Fudan nchini China ilivumbuateknolojia ya "kufufua" betri ya lithiamu, ikivunja kanuni za muundo wa jadi wa betri za lithiamu kwa zaidi ya miaka 30, ambayo inaweza kuongeza muda wa matumizi ya betri kwa zaidi ya mara 10! Betri ya kawaida ya fosfeti ya chuma ya lithiamu bado inadumisha 96% ya uwezo wake baada ya mizunguko 11,818 ya kuchaji na kutoa! Unajua, betri za lithiamu zilizopo sokoni kwa sasa zinatumika kwa mara 1000-2000.
Hii ina maana gani? Tesla ilikuwa ikihitaji kubadilisha betri yake kila baada ya miaka 6-8, lakini sasa inaweza kuendeshwa kwa miaka 60 bila kulazimika kuibadilisha! iPhone yako inaweza kuchajiwa na kutolewa mara 10,000 bila kupoteza umeme!
Msukumo wa teknolojia ya kutengeneza betri unatokana na tiba ya binadamu
Ugunduzi huu wa kimiujiza ulizaliwaje?
Kama vile kutibu magonjwa ya binadamu, tunazingatia kurekebisha matatizo ya msingi ya betri huku tukilinda sehemu zake zenye afya, "alielezea Gao Yue, mtafiti katika Chuo Kikuu cha Fudan.
Hapo awali, sababu kuu ya "kuzeeka" kwa betri za lithiamu ilikuwa kupotea kwa ioni za lithiamu. Kama vile ukosefu wa virutubisho fulani katika mwili wa binadamu unavyoweza kusababisha ugonjwa, betri pia zinaweza kupata kupungua kwa utendaji kutokana na utapiamlo. Wazo la mafanikio la timu ni: Je, tunaweza kujaza ioni za lithiamu zilizopotea kwenye betri kama vile kumpa mgonjwa sindano?
AI husaidia kupitia teknolojia muhimu za kusawazisha betri
Hata hivyo, kupata "sindano" inayofaa si kazi rahisi. Molekuli hii ya kubeba lazima ikidhi mahitaji magumu ya sifa za kimwili na kemikali kwa wakati mmoja:
- Kuwa na shughuli inayofaa ya kielektroniki na kiwango cha volteji cha mtengano.
- Umumunyifu unaofaa katika elektroliti.
- Ina utulivu bora wa hewa na utulivu wa kemikali.
- Asidi, alkali, na kinetiki inayofaa ya mmenyuko.
- Bidhaa zinazooza lazima ziwe salama na zisizo na madhara.
- Muhimu zaidi, inapaswa kuwa ya bei nafuu na rahisi kuongeza uzalishaji.
Akili bandia hugundua nyenzo muhimu
Bila mfano wowote wa kufuata, timu ya utafiti iligeukia akili bandia. Walibadilisha sifa za molekuli kuwa za kidijitali na kutumia ujifunzaji wa mashine kupata majibu kutoka kwa idadi kubwa ya data ya kemia hai, kemia ya umeme na uhandisi wa vifaa.
Kazi ngumu ilizaa matunda! Baada ya miaka 4 ya kazi ngumu, hatimaye walipata suluhisho bora: CF3SO2Li (lithiamu trifluoromethanesulfonate). Molekuli hii ni kama kisafirisha kidogo, kinachobeba elektroni za lithiamu upande mmoja na kuzitoa kwa usalama kama gesi upande mwingine baada ya usafirishaji kukamilika.
Matokeo ya majaribio yanashangaza!
Katika jaribio hilo, betri iliyopokea "matibabu haya ya usahihi" bado ilikuwa na utendaji karibu na kiwango cha kiwanda hata baada ya mizunguko ya kuchaji na kutoa chaji ya 12000 hadi 60000. Hii siyo tu kwamba inaongeza muda wa matumizi ya betri, lakini pia hutoa suluhisho la kiufundi linalowezekana ili kutatua tatizo la uchafuzi mkubwa wa betri.
Cha kufurahisha zaidi ni kwamba teknolojia hii imefungua uwezekano mpya kabisa:
Ilitekeleza mfumo wa betri isiyo na lithiamu cathode yenye volteji ya 3.0V na msongamano wa nishati wa hadi 1192 Wh/kg.
Imetengeneza betri ya pochi ya kathodi ya polyacrylonitrile iliyo na salfa kikaboni yenye msongamano wa nishati wa 388 Wh/kg.
Athari ya Mapinduzi
Mafanikio haya yatabadilisha kabisa sheria za mchezo katika tasnia mpya ya nishati:
Itapunguza kwa kiasi kikubwa gharama ya kutumia magari ya umeme, itapunguza kwa kiasi kikubwa uchafuzi wa mazingira unaosababishwa na kuchakaa kwa betri, na kufungua mawazo mapya kwa ajili ya kubuni betri mpya; jambo la kufurahisha zaidi ni kwamba gharama ya teknolojia hii ni kubwa sana - inatarajiwa kuhesabu chini ya 10% ya gharama yote ya betri, kumaanisha ina uwezo wa matumizi makubwa ya kibiashara!
Kama mtafiti Gao Yue alivyosema: Iwe ni kuongeza muda wa matumizi ya betri au kuzuia kuachwa kwa kiasi kikubwa na uchafuzi wa mazingira, "matibabu haya ya usahihi" hutoa suluhisho la kiufundi linalowezekana. Utafiti huu hauonyeshi tu nguvu bunifu ya China katika uwanja wa nishati mpya, lakini pia unaashiria kuwasili kwa enzi mpya. Katika siku za usoni, "wasiwasi wa betri" unaweza kuwa historia. Tutazamie uuzaji wa teknolojia hii ya mapinduzi haraka iwezekanavyo!
Ombi la Nukuu:
Jacqueline:jacqueline@heltec-energy.com/ +86 185 8375 6538
Sucre:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
Nancy:nancy@heltec-energy.com/ +86 184 8223 7713
Muda wa chapisho: Februari-28-2025