ეჭვგარეშეა, ჩვენ ყველანი ვისარგებლებთ ბატარეის ხანგრძლივობით ჩვენს ლეპტოპებში, ჰიბრიდებსა და სხვა პორტატულ მოწყობილობებში. სამწუხაროდ, მიმდინარე ლითიუმ-იონური ბატარეა (LIB) საკმაოდ მიაღწია თავის პოტენციალს და ჩვენი პორტატული მოწყობილობების გამორთვის დროის გაზრდის ერთადერთი გზა არის უფრო დიდი ბატარეების დამზადება. თუმცა, ეს ძნელად გამოსადეგი გამოსავალია ინდუსტრიაში, სადაც უფრო მსუბუქი და გამხდარი აღჭურვილობა ძალზე სასურველია. ჩვენ გვჭირდება რაღაც ახალი; საშუალება მნიშვნელოვნად გაზარდოს შენახვის მოცულობა უფრო დიდი ენერგიის შესანახი მოწყობილობების დამზადების გარეშე.
რეკომენდებული ვიდეოები
ცოტა ხნის წინ, ენერგეტიკის დეპარტამენტის წყნარი ოკეანის ჩრდილო-დასავლეთის ეროვნული ლაბორატორია ლითიუმ-იონური ბატარეის ახალი გადახვევა გამოიგონა, რომელსაც შეუძლია "სულ მცირე" ორჯერ მეტი ენერგიის შენახვა, ვიდრე ჩვეულებრივი ჰიბრიდული ან ლეპტოპის ბატარეა. ამ შემთხვევაში, მეთოდი გულისხმობს ღრუბლის მსგავსი სილიკონის გამოყენებას. სხვა შემოთავაზებული ბატარეის გაუმჯობესების "გარღვევა" იქნა მიღწეული, მაგრამ ისინი შეიძლება მოხდეს ან არ მოხდეს და საუკეთესო შემთხვევაში, წლებია. თუმცა, ეს არ არის მხოლოდ ძალიან დამაჯერებელი, არამედ შედარებით უმტკივნეულოა განლაგება.
რატომ სილიკონი?
ამჟამად, თითქმის ყველა LIB იყენებს გრაფიტის ელექტროდებს ენერგიის შესანახად და განმუხტვაში. ეს ჩვეულებრივი LIB-ები ინახავს 10-ჯერ ნაკლებ ენერგიას, ვიდრე სილიკონზე დაფუძნებულ ელექტროდებს შეუძლიათ. მიუხედავად იმისა, რომ მათემატიკური ფორმულები რთულია, სრულყოფილ სამყაროში, სილიკონზე დაფუძნებული ბატარეა მოგცემთ 10-ჯერ მეტ ელექტრომომარაგებას. თუმცა, ყველაფრის გათვალისწინებით, რაც განხილვას მოითხოვს, როგორიცაა ბატარეის ქიმია, სილიკონის ელექტროდები (ზოგჯერ ე.წ. ანოდის) შეუძლია გააორმაგოს, ან შესაძლოა სამმაგად გააძლიეროს ენერგიის შენახვის მოცულობა მიმდინარე სტანდარტზე.
წარსულში სილიკონის გამოყენების პრობლემა ის იყო, რომ ის შთანთქავდა ძალიან ბევრ ლითიუმ-იონს (ისინი საჭიროა ენერგიის შესანახად და გამომუშავებაში დასახმარებლად), ხშირად აფართოებენ მასის 400 პროცენტს დამუხტვა. ამან, როგორც თქვენ წარმოიდგინეთ, გამოიწვია ყველა სახის პრობლემა, მათ შორის (მაგრამ არ შემოიფარგლება) ბატარეის კორპუსის მოტეხილობა. ეს უბრალოდ გამოუსადეგარი იყო - სანამ ენერგეტიკის დეპარტამენტის წყნარი ოკეანის ჩრდილო-დასავლეთის ეროვნულ ლაბორატორიას არ გამოუვიდა სილიკონის ელექტროდი, სახელწოდებით "მეზოფორიანი სილიკონის ღრუბელი” რომელიც იზრდება მხოლოდ სიცოცხლისუნარიანი 30 პროცენტით.
მარტივი სიტყვებით რომ ვთქვათ, მეზოპოროზული სილიკონის ღრუბელი არის სილიკონის ნაჭერი, რომელიც ხვრელით არის გაჟღენთილი. ლითიუმის იონების შთანთქმისას, გარეგნულად გაფართოების ნაცვლად, სილიციუმი ზრდის მის მასას ხვრელების შევსებით. გაფართოების 30 პროცენტიანი ლიმიტით, სილიკონზე დაფუძნებული ელექტროდი შეიცავს ენერგიის კონცენტრაციას დაახლოებით 750 mAh გრამზე, ან დაახლოებით ორჯერ აღემატება გრაფიტზე დაფუძნებულ ელექტროდებს. გარდა ამისა, სილიკონის ელექტროდებმა დაამტკიცა, რომ გამძლეა - პროტოტიპის ბატარეამ შეინარჩუნა თავისი სიმძლავრის 80 პროცენტი 1000 დამუხტვის შემდეგ.
როდის ვნახავთ ამ ახალ ბატარეებს?
ენერგეტიკის დეპარტამენტის წყნარი ოკეანის ჩრდილო-დასავლეთის ნაციონალური ლაბორატორიის შემდეგი ლოგიკური ნაბიჯი იქნება უფრო დიდი პროტოტიპის აგება - შესაძლოა რაღაც საკმარისად დიდი, რათა უზრუნველყოს ძირითადი მობილური მოწყობილობა. იმავდროულად, სანამ ჩვენ ველოდებით მთავრობის მეცნიერებს, რომ განაგრძონ ტექნოლოგიის განვითარება, სილიკონის ველის სტარტაპ კომპანია სახელწოდებით "ამპრიუსი” ამჟამად მუშაობს მათ განვითარებასა და კომერციალიზაციაზეც.
რა თქმა უნდა, ამპრიუსის სილიკონზე დაფუძნებული ლითიუმ-იონის ენერგიის შთანთქმის სიჩქარე გაცილებით დაბალია (მხოლოდ 10-50 პროცენტით მეტი ენერგიის შესანახი ვიდრე გრაფიტი), მაგრამ ჯერჯერობით შედეგები საკმარისად წამახალისებელი იყო იმის ვარაუდისთვის, რომ სილიკონს შეუძლია მნიშვნელოვანი როლი შეასრულოს ჩვენი მობილური გამოთვლითი მოწყობილობების მომარაგებაში - და, შესაძლოა, მალე.
რედაქტორების რეკომენდაციები
- როგორ მოვუაროთ ლეპტოპის ბატარეას და გავახანგრძლივოთ მისი სიცოცხლე
განაახლეთ თქვენი ცხოვრების წესიDigital Trends ეხმარება მკითხველს თვალყური ადევნონ ტექნოლოგიების სწრაფ სამყაროს ყველა უახლესი სიახლეებით, სახალისო პროდუქტების მიმოხილვებით, გამჭრიახი რედაქციებითა და უნიკალური თვალით.
