Qarşıdan gələn Çərşənbə günü, Noyabrın 24-də, Gələcəyə Sürmənin son dəyirmi masası Kanada batareyalarının istehsalının gələcəyinin necə görünə biləcəyini müzakirə edəcək. İstər optimist olsanız - 2035-ci ilə qədər bütün avtomobillərin elektrikli olacağına həqiqətən inanırsınız - ya da bu iddialı məqsədə çatmayacağımızı düşünürsünüzsə, akkumulyatorla işləyən avtomobillər gələcəyimizin vacib hissəsidir. Kanada bu elektrik inqilabının bir hissəsi olmaq istəyirsə, biz gələcəkdə avtomobil enerji sistemlərinin aparıcı istehsalçısı olmağın yolunu tapmalıyıq. Gələcəyin necə göründüyünü görmək üçün bu çərşənbə günü Şərq vaxtı ilə saat 11:00-da Kanadada bizim üçün ən son batareya istehsalı dəyirmi masasına baxın.
Bərk vəziyyətdə olan batareyaları unudun. Eyni şey silikon anodlarla bağlı bütün şırıngalara da aiddir. Hətta evdə doldurula bilməyən alüminium-hava akkumulyatoru belə elektrikli avtomobil dünyasını sarsıda bilməz.
Struktur batareya nədir? Yaxşı, bu yaxşı sualdır. Xoşbəxtlikdən, mənim mühəndislik təcrübəm olmadığını iddia etmək istəməyən mənim üçün cavab sadədir. Mövcud elektrik avtomobilləri avtomobildə quraşdırılmış akkumulyatorlardan enerji alır. Oh, biz onların keyfiyyətini gizlətmək üçün yeni bir yol tapdıq, bu da bütün bu litium-ion batareyaları şassinin döşəməsinə qurmaq və indi EV dizaynı ilə sinonim olan “skeytbord” platformasını yaratmaqdır. Amma yenə də maşından ayrıdırlar. İstəsəniz əlavə.
Struktur batareyalar bütün şassisi batareya hüceyrələrindən düzəldərək bu paradiqmanı alt-üst edir. Xəyal kimi görünən gələcəkdə təkcə yükdaşıyıcı döşəmə deyil, batareyalar deyil, bədənin bəzi hissələri A sütunları, damlar və hətta bir tədqiqat institutunun göstərdiyi kimi, mümkün olacaq. hava filtri təzyiqli otaq - yalnız batareyalarla təchiz olunmur, lakin əslində batareyalardan ibarətdir. Böyük Marshall McLuhanın sözləri ilə desək, avtomobil akkumulyatordur.
Yaxşı, müasir litium-ion batareyaları yüksək texnologiyalı görünsə də, ağırdır. Litium ionunun enerji sıxlığı benzininkindən çox azdır, buna görə də qalıq yanacaqla işləyən nəqliyyat vasitələri ilə eyni diapazona nail olmaq üçün müasir EV-lərdə batareyalar çox böyükdür. Çox böyük.
Ən əsası, ağırdırlar. Məsələn, "geniş yükdə" ağır. Hazırda batareyanın enerji sıxlığını hesablamaq üçün istifadə edilən əsas düstur ondan ibarətdir ki, hər kiloqram litium ionu təxminən 250 vatt-saat elektrik enerjisi istehsal edə bilər. Və ya abbreviatura dünyasında mühəndislər üstünlük verirlər, 250 Wh/kq.
Bir az hesablama aparın, 100 kVt/saatlıq batareya Model S akkumulyatoruna qoşulmuş Tesla kimidir, yəni hara getsəniz, təxminən 400 kq batareya sürüklənəcəksiniz. Bu ən yaxşı və ən səmərəli tətbiqdir. Biz sadə insanlar üçün 100 kVt/saat batareyanın təxminən 1000 funt ağırlığında olduğunu təxmin etmək daha doğru ola bilər. Yarım ton kimi.
İndi 213 kVt/saata qədər bort gücünə malik olduğunu iddia edən yeni Hummer SUT kimi bir şey təsəvvür edin. General səmərəlilikdə bəzi irəliləyişlər tapsa belə, üst Hummer hələ də bir ton batareyanı sürükləyəcək. Bəli, o, daha da uzaqlaşacaq, lakin bütün bu əlavə üstünlüklərə görə, məsafənin artması batareyanın ikiqat artması ilə mütənasib deyil. Əlbəttə ki, onun yük maşını uyğunlaşmaq üçün daha güclü, yəni daha az səmərəli mühərrikə malik olmalıdır. Daha yüngül, daha qısa diapazonlu alternativlərin performansı. Hər bir avtomobil mühəndisinin (istər sürət və ya yanacaq qənaəti baxımından) sizə deyəcəyi kimi, çəki düşməndir.
Struktur akkumulyatoru burada işə düşür. Mövcud strukturlara əlavə etmək əvəzinə akkumulyatorlardan avtomobillər qurmaqla əlavə çəkinin çoxu yox olur. Müəyyən dərəcədə - yəni bütün struktur şeylər akkumulyatorlara çevrildikdə - avtomobilin hərəkət diapazonunun artırılması demək olar ki, heç bir kilo itkisinə səbəb olmur.
Gözlədiyiniz kimi – mən bilirəm ki, siz orada oturub “Nə gözəl ideyadır!” – deyə düşünürsünüz – bu ağıllı həll yolunda maneələr var. Birincisi, hər hansı bir əsas akkumulyator üçün təkcə anod və katod kimi deyil, həm də kifayət qədər güclü və çox yüngül olan materiallardan batareyalar hazırlamaq bacarığına yiyələnməkdir! -İki tonluq avtomobili və onun sərnişinlərini daşıya bilən və təhlükəsiz olacağına ümid edilən bir quruluş.
Təəccüblü deyil ki, bu günə qədər Chalmers Texnologiya Universiteti tərəfindən hazırlanmış və İsveçin iki ən məşhur mühəndislik universiteti olan KTH Kral Texnologiya İnstitutu tərəfindən sərmayə qoyulmuş ən güclü struktur batareyanın iki əsas komponenti karbon lifi və alüminiumdur. Əsasən, karbon lifi mənfi elektrod kimi istifadə olunur; müsbət elektrod litium dəmir fosfatla örtülmüş alüminium folqa istifadə edir. Karbon lifi elektronları da keçirdiyi üçün ağır gümüş və misə ehtiyac yoxdur. Katod və anod bir elektrolit ehtiva edən şüşə lif matrisi ilə ayrı saxlanılır, buna görə də o, yalnız elektrodlar arasında litium ionlarını daşımır, həm də ikisi arasında struktur yükü bölüşdürür. Hər bir belə akkumulyatorun nominal gərginliyi 2,8 voltdur və bütün cari elektrik avtomobil akkumulyatorları kimi, gündəlik elektrik avtomobilləri üçün ümumi olan 400V və ya hətta 800V istehsal etmək üçün birləşdirilə bilər.
Bu, açıq-aşkar sıçrayış olsa da, hətta bu yüksək texnologiyalı hüceyrələr belə prime-time hazır deyil. Onların enerji sıxlığı hər kiloqram üçün cüzi 25 vatt-saat, struktur sərtliyi isə 25 giqapaskal (GPa) təşkil edir ki, bu da çərçivə şüşə lifindən bir qədər güclüdür. Bununla belə, İsveç Milli Kosmik Agentliyinin maliyyələşdirməsi ilə, son versiya indi tədqiqatçıların sərtliyə və enerji sıxlığına malik olduğunu iddia etdiyi alüminium folqa elektrodları əvəzinə daha çox karbon lifindən istifadə edir. Əslində, bu son karbon/karbon batareyalarının hər kiloqrama 75 vatt-saata qədər elektrik enerjisi və 75 GPa Young modulu istehsal edəcəyi gözlənilir. Bu enerji sıxlığı hələ də ənənəvi litium-ion batareyalardan geri qala bilər, lakin onun struktur sərtliyi indi alüminiumdan daha yaxşıdır. Başqa sözlə desək, bu akkumulyatorlardan hazırlanan elektrik avtomobil şassisinin diaqonal akkumulyatoru struktur olaraq alüminiumdan hazırlanmış akkumulyator qədər güclü ola bilər, lakin çəkisi xeyli azalacaq.
Bu yüksək texnologiyalı batareyaların ilk istifadəsi demək olar ki, istehlak elektronikasıdır. Chalmers professoru Leif Asp dedi: "Bir neçə ildən sonra bu günün çəkisinin yalnız yarısı qədər olan və daha yığcam olan smartfon, noutbuk və ya elektrikli velosiped hazırlamaq tamamilə mümkündür". Bununla belə, layihəyə cavabdeh şəxsin qeyd etdiyi kimi, "Biz burada həqiqətən yalnız təsəvvürümüzlə məhdudlaşırıq."
Akkumulyator təkcə müasir elektromobillərin əsası deyil, həm də onun ən zəif halqasıdır. Hətta ən optimist proqnoz mövcud enerji sıxlığının yalnız iki qatını görə bilər. Hamımızın vəd etdiyimiz inanılmaz məsafəni əldə etmək istəsək - və deyəsən, kimsə hər həftə bir şarj başına 1000 kilometr vəd edirsə? — Biz avtomobillərə akkumulyator əlavə etməkdən daha yaxşı iş görməliyik: akkumulyatorlardan avtomobil hazırlamalı olacağıq.
Mütəxəssislər bildirirlər ki, bəzi zədələnmiş marşrutların, o cümlədən Coquihalla şossesinin müvəqqəti təmiri bir neçə ay çəkəcək.
Postmedia fəal, lakin özəl müzakirə forumunu saxlamağa sadiqdir və bütün oxucuları məqalələrimizlə bağlı fikirlərini bölüşməyə təşviq edir. Şərhlərin saytda görünməsi bir saata qədər çəkə bilər. Şərhlərinizi aktual və hörmətli saxlamağınızı xahiş edirik. Biz e-poçt bildirişlərini aktiv etdik - şərh cavabı alsanız, izlədiyiniz şərh mövzusu yenilənərsə və ya istifadəçinin şərhini izləsəniz, indi e-poçt alacaqsınız. E-poçt parametrlərini necə tənzimləmək barədə ətraflı məlumat və təfərrüatlar üçün İcma Qaydalarımıza müraciət edin.