Ինչու է արագ լիցքավորումը մարտկոցների մահը
Ուզում են յուղը փոխել, բայց դեռ մի ճակատագրական թերություն ունեն, որի մասին արտադրողները լռում են.
Ածխի դարաշրջանը վաղուց է հիշվել: Ավարտվում է նաև նավթի դարաշրջանը։ XNUMX-րդ դարի երրորդ տասնամյակում մենք ակնհայտորեն ապրում ենք մարտկոցների դարաշրջանում:
ՆՐԱՆՑ ԴԵՐԸ ՄԻՇՏ զգալի է եղել այն պահից, երբ էլեկտրականությունը մտավ մարդկային կյանք: Բայց հիմա երեք միտումներ հանկարծակի դարձրեցին էներգիայի պահպանումը մոլորակի ամենակարևոր տեխնոլոգիան:
Առաջին միտումը շարժական սարքերի՝ սմարթֆոնների, պլանշետների, նոութբուքերի բումն է: Մեզ նախկինում անհրաժեշտ էին մարտկոցներ այնպիսի բաների համար, ինչպիսիք են լապտերները, շարժական ռադիոները և շարժական սարքերը, բոլորն էլ համեմատաբար սահմանափակ օգտագործման համար: Այսօր յուրաքանչյուրն ունի առնվազն մեկ անձնական բջջային սարք, որն օգտագործում է գրեթե անընդհատ, և առանց որի նրա կյանքն անհնար է պատկերացնել։
ԵՐԿՐՈՐԴ ՄԻՏՈՒՄԸ էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների օգտագործումն է և էլեկտրաէներգիայի արտադրության և սպառման գագաթնակետերի միջև հանկարծակի անհամապատասխանությունը: Նախկինում հեշտ էր. երբ տերերը երեկոյան միացնում են վառարաններն ու հեռուստացույցները, և սպառումը կտրուկ աճում է, ՋԷԿ-երի և ատոմակայանների օպերատորները պարզապես ստիպված են մեծացնել հզորությունը։ Բայց արևի և քամու գեներացիայի դեպքում դա անհնար է. արտադրության գագաթնակետն ամենից հաճախ տեղի է ունենում այն ժամանակ, երբ սպառումը գտնվում է ամենացածր մակարդակում: Ուստի էներգիան ինչ-որ կերպ պետք է կուտակվի։ Տարբերակ է այսպես կոչված «ջրածնային հասարակությունը», որտեղ էլեկտրաէներգիան վերածվում է ջրածնի, այնուհետև վառելիքը մատակարարում է ցանցին և էլեկտրական մեքենաներին: Սակայն անհրաժեշտ ենթակառուցվածքների անսովոր բարձր արժեքը և մարդկության վատ հիշողությունները ջրածնի մասին (Հինդենբուրգ և այլք) առայժմ թողնում են այս հայեցակարգը:
Այսպես կոչված «խելացի ցանցերը» հայտնվում են մարքեթինգի ստորաբաժանումների մտքում. էլեկտրական մեքենաները արտադրության գագաթնակետին ստանում են ավելցուկային էներգիա, իսկ հետո, անհրաժեշտության դեպքում, կարող են վերադարձնել այն ցանց: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից մարտկոցները դեռ պատրաստ չեն նման մարտահրավերի:
Այս խնդրի ԱՅԼ ՀՆԱՐԱՎՈՐ ՊԱՏԱՍԽԱՆԸ խոստանում է երրորդ միտումը՝ ներքին այրման շարժիչների փոխարինումը մարտկոցներով էլեկտրական մեքենաներով (BEV): Այս էլեկտրական մեքենաների վաճառքի հիմնական կետերից մեկն այն է, որ նրանք կարող են լինել էլեկտրացանցերի ակտիվ մասնակիցներ և անհրաժեշտության դեպքում վերցնել ավելցուկը:
Էլեկտրական մեքենաների յուրաքանչյուր արտադրող՝ Tesla-ից մինչև Volkswagen, օգտագործում է այս գաղափարը իրենց PR նյութերում: Այնուամենայնիվ, նրանցից ոչ մեկը չի ընդունում այն, ինչը ցավալիորեն պարզ է ինժեներների համար. ժամանակակից մարտկոցները հարմար չեն նման աշխատանքի համար:
LITHIUM-ION TECHNOLOGY-ն, որն այսօր գերիշխում է շուկայում և ապահովում է ամեն ինչ՝ ձեր ֆիթնես նվագախմբից մինչև ամենաարագ Tesla Model S-ը, շատ առավելություններ ունի ավելի հին հասկացությունների նկատմամբ, ինչպիսիք են կապարաթթվի կամ նիկել մետաղի հիդրիդային մարտկոցները: Բայց այն ունի նաև որոշակի սահմանափակումներ և, առաջին հերթին, տարիքի միտում:
Մարդկանց մեծամասնությունը մարտկոցները համարում է մի տեսակ խողովակ, որի մեջ ինչ-որ կերպ «լցվում» է էլեկտրականությունը: Այնուամենայնիվ, գործնականում մարտկոցները ինքնուրույն չեն պահում էլեկտրաէներգիան: Նրանք օգտագործում են այն որոշակի քիմիական ռեակցիաներ սկսելու համար։ Հետո նրանք կարող են սկսել հակառակ ռեակցիան և վերադարձնել իրենց լիցքը։
Լիթիում-իոնային մարտկոցների համար էլեկտրաէներգիայի արտազատման հետ կապված ռեակցիան այսպիսին է՝ լիթիումի իոնները ձևավորվում են մարտկոցի անոդում։ Սրանք լիթիումի ատոմներ են, որոնցից յուրաքանչյուրը կորցրել է մեկ էլեկտրոն։ Իոնները շարժվում են հեղուկ էլեկտրոլիտով դեպի կաթոդ: Իսկ արձակված էլեկտրոններն ուղարկվում են էլեկտրական շղթայի միջոցով՝ ապահովելով մեզ անհրաժեշտ էներգիան: Երբ մարտկոցը միացված է լիցքավորման համար, գործընթացը հակադարձվում է, և իոնները հավաքվում են կորցրած էլեկտրոնների հետ միասին:
Լիթիումի միացությունների «աճը» կարող է առաջացնել կարճ միացում և բռնկել մարտկոցը։
Ցավոք սրտի, այնուամենայնիվ, ԲԱՐՁՐ ՌԵԱԿՏԻՎՈՒԹՅԱՆԸ, որը լիթիումին այդքան հարմար է դարձնում մարտկոցներ պատրաստելու համար, ունի բացասական կողմ՝ այն հակված է մասնակցելու այլ, անցանկալի քիմիական ռեակցիաներին: Հետեւաբար, անոդի վրա աստիճանաբար առաջանում է լիթիումի միացությունների բարակ շերտ, որը խանգարում է ռեակցիաներին։ Եվ այսպես, մարտկոցի հզորությունը նվազում է: Որքան ավելի ինտենսիվ է այն լիցքավորվում և լիցքաթափվում, այնքան ավելի հաստ է դառնում այս ծածկույթը: Երբեմն այն նույնիսկ կարող է ազատել այսպես կոչված «դենդրիտներ»՝ կարծեք լիթիումի միացությունների ստալակտիտներ, որոնք տարածվում են անոդից մինչև կաթոդ և, եթե հասնեն դրան, կարող են կարճ միացում առաջացնել և բռնկել մարտկոցը:
Լիցքավորման և լիցքավորման յուրաքանչյուր ցիկլ կրճատում է լիթիում-իոնային մարտկոցի կյանքը: Սակայն վերջերս նորաձև արագ լիցքավորումը եռաֆազ հոսանքով զգալիորեն արագացնում է գործընթացը։ Սմարթֆոնների համար սա մեծ խոչընդոտ չէ արտադրողների համար, ամեն դեպքում նրանք ցանկանում են ստիպել օգտատերերին փոխել իրենց սարքերը երկու-երեք տարին մեկ, բայց մեքենաները խնդիր են։
Էլեկտրական մեքենաներ գնելու համար սպառողներին համոզելու համար արտադրողները նույնպես պետք է գայթակղեն նրանց արագ լիցքավորման տարբերակներով: Սակայն Ionity-ի նման արագ կայանները հարմար չեն ամենօրյա օգտագործման համար:
ՄԱՐՏԿՈՑԻ ԱՐԺԵՔԸ ՄԵԿ ԵՐՐՈՐԴՆ Է և նույնիսկ ավելին, քան այսօրվա էլեկտրական մեքենայի ամբողջ գինը: Իրենց հաճախորդներին համոզելու համար, որ նրանք չեն գնում ռումբ, բոլոր արտադրողները տրամադրում են առանձին, ավելի երկար մարտկոցի երաշխիք: Միևնույն ժամանակ, նրանք ապավինում են ավելի արագ լիցքավորմանը, որպեսզի իրենց մեքենաները գրավիչ դարձնեն հեռավոր ճանապարհորդությունների համար: Մինչև վերջերս ամենաարագ լիցքավորման կայաններն աշխատում էին 50 կիլովատտ հզորությամբ։ Սակայն նոր Mercedes EQC-ն կարող է լիցքավորվել մինչև 110 կՎտ, Audi e-tron-ը՝ մինչև 150 կՎտ, ինչպես առաջարկում են եվրոպական Ionity լիցքավորման կայանները, և Tesla-ն պատրաստվում է էլ ավելի բարձրացնել նշաձողը:
Այս արտադրողները բացահայտորեն ընդունում են, որ սովորական արագ լիցքավորումը ոչնչացնում է մարտկոցները։ Ionity-ի նման կայաններն ավելի հարմար են արտակարգ իրավիճակների համար, երբ մարդը երկար ճանապարհ է անցել և քիչ ժամանակ ունի: Հակառակ դեպքում, խելացի մոտեցումը ձեր մարտկոցը տանը դանդաղ լիցքավորելն է:
Թե որքանով է այն լիցքավորված և լիցքաթափված, կարևոր է նաև նրա կյանքի տևողությունը: Հետևաբար, արտադրողներից շատերը խորհուրդ չեն տալիս լիցքավորել 80%-ից և 20%-ից ցածր: Այս մոտեցմամբ լիթիում-իոնային մարտկոցը տարեկան կորցնում է իր հզորության միջինը մոտ 2 տոկոսը: Այսպիսով, այն կարող է գոյատևել 10 տարի կամ մինչև մոտ 200 կմ, մինչև նրա հզորությունը այնքան կիջնի, որ այն մեքենայում չօգտագործվի:
Ի վերջո, իհարկե, ՄԱՐՏԿՈՑԻ ԺԱՄԱՆԱԿԸ կախված է նրա յուրահատուկ քիմիական բաղադրությունից: Յուրաքանչյուր արտադրող ունի մեկ ուրիշը, և շատ դեպքերում այն այնքան նոր է, որ նույնիսկ հայտնի չէ, թե ինչպես է այն ժամանակի ընթացքում հնանալու: Որոշ արտադրողներ արդեն խոստանում են նոր սերնդի մարտկոցներ՝ «մեկ միլիոն մղոն» (1.6 միլիոն կիլոմետր) ծառայության ժամկետով: Իլոն Մասկի խոսքով՝ Tesla-ն աշխատում է դրանցից մեկի վրա։ Չինական CATL ընկերությունը, որը ապրանքներ է մատակարարում BMW-ին և կես տասնյակ այլ ընկերությունների, խոստացել է, որ իր հաջորդ մարտկոցը կծառայի 16 տարի կամ 2 միլիոն կիլոմետր։ Նման նախագիծ են մշակում նաև General Motors-ը և կորեական LG Chem-ը: Այս ընկերություններից յուրաքանչյուրն ունի իր տեխնոլոգիական լուծումները, որոնք նրանք ցանկանում են փորձել իրական կյանքում: GM-ն, օրինակ, կօգտագործի նորարարական նյութեր՝ կանխելու խոնավության ներթափանցումը մարտկոցի բջիջների մեջ, ինչը կաթոդի վրա լիթիումի կեղևի կուտակման հիմնական պատճառն է: CATL տեխնոլոգիան ալյումին է ավելացնում նիկել-կոբալտ-մանգանային անոդին: Սա ոչ միայն նվազեցնում է կոբալտի կարիքը, որն այս հումքից ներկայումս ամենաթանկն է, այլև մեծացնում է մարտկոցի կյանքը: Համենայն դեպս այդպես են հուսով չինացի ինժեներները: Պոտենցիալ հաճախորդները ուրախ են իմանալ, թե արդյոք գաղափարն աշխատում է գործնականում:
