ʻO ka makemake nui e hōʻemi i ka hoʻokuʻu kalapona ke alakaʻi nei i ka neʻe wikiwiki ʻana i ka lawe ʻana i ka uila a me ka hoʻonui ʻana i ka hoʻolaha ʻana o ka mana o ka lā a me ka makani ma ka pā.Inā piʻi aʻe kēia mau ʻano e like me ka mea i manaʻo ʻia, e hoʻonui ʻia ka pono o nā ala ʻoi aku ka maikaʻi o ka mālama ʻana i ka ikehu uila.
Pono mākou i nā hoʻolālā āpau e hiki ai iā mākou ke hoʻoponopono i ka hoʻoweliweli o ka hoʻololi ʻana i ke aniau, wahi a Dr Elsa Olivetti, he kumu aʻoaʻo o ka ʻepekema waiwai a me ka ʻenekinia ma Esther lāua ʻo Harold E. Edgerton.Akaka, he mea koʻikoʻi ka hoʻomohala ʻana i nā ʻenehana mālama nui ma luna o ka grid.Akā no nā polokalamu kelepona - ʻoi aku ka halihali - nui ka noiʻi e kālele ana i ka hoʻololi ʻana i kēia mau lānā pākahi lithium-ionʻoi aku ka palekana, liʻiliʻi a hiki ke mālama i ka ikehu hou aʻe no ko lākou nui a me ke kaumaha.
Ke hoʻomau nei ka hoʻomaikaʻi ʻana o nā pākahi lithium-ion maʻamau, akā mau ko lākou mau palena, ma muli o ko lākou ʻano.Aia i loko o nā ʻāpana lithium-ion ʻelua mau electrodes, hoʻokahi maikaʻi a me hoʻokahi ʻino, i hoʻopaʻa ʻia i loko o kahi wai kūlohelohe (carbon-containing).Ke hoʻopiʻi a hoʻokuʻu ʻia ka pākaukau, hoʻoili ʻia nā ʻāpana lithium i hoʻopaʻa ʻia (a i ʻole nā iona) mai kekahi electrode i kekahi ma o ka electrolyte wai.
ʻO kekahi pilikia me kēia hoʻolālā, ʻo ia ma kekahi mau volta a me nā mahana, hiki ke lilo ka wai electrolyte i mea maʻalahi a hopu i ke ahi.Palekana maʻamau nā pila ma lalo o ka hoʻohana maʻamau, akā mau ka pilikia, wahi a Dr Kevin Huang Ph.D.'15, he kanaka ʻepekema noiʻi ma ka hui o Olivetti.
ʻO kekahi pilikia, ʻaʻole kūpono nā pā lithium-ion no ka hoʻohana ʻana i nā kaʻa.ʻO nā pūʻolo pila nui a kaumaha e lawe i ka lewa, hoʻonui i ke kaumaha holoʻokoʻa o ke kaʻa a hoʻemi i ka pono wahie.Akā, he mea paʻakikī ke hoʻoemi a ʻoi aku ka māmā o nā pākahi lithium-ion o kēia lā me ka mālama ʻana i ka nui o ka ikehu - ka nui o ka ikehu i mālama ʻia i kēlā me kēia gram o ke kaumaha.
No ka hoʻoponopono ʻana i kēia mau pilikia, ke hoʻololi nei nā mea noiʻi i nā hiʻohiʻona koʻikoʻi o nā pā lithium-ion e hana i kahi ʻano paʻa paʻa a paʻa paha.Ke hoʻololi nei lākou i ka electrolyte wai i waenakonu me kahi electrolyte paʻa paʻa paʻa i paʻa ma luna o kahi ākea o nā volta a me nā mahana.Me kēia electrolyte paʻa, ua hoʻohana lākou i kahi electrode maikaʻi kiʻekiʻe a me kahi electrode kino lithium metala kiʻekiʻe i emi loa ka mānoanoa ma mua o ka papa kalapona porous maʻamau.Hāʻawi kēia mau hoʻololi i ke kelepona holoʻokoʻa liʻiliʻi i ka wā e mālama ana i kona hiki ke mālama i ka ikehu, e hopena i ka nui o ka ikehu.
ʻO kēia mau hiʻohiʻona - hoʻonui i ka palekana a me ka nui o ka ikehu- ʻo ia paha nā pōmaikaʻi ʻelua i manaʻo nui ʻia o nā ʻenekini paʻa paʻa, akā ke nānā nei kēia mau mea a pau i mua a manaʻolana ʻia, ʻaʻole hiki ke hoʻokō.Eia nō naʻe, he nui nā mea noiʻi e ʻimi nei e ʻimi i nā mea a me nā hoʻolālā e hoʻokō ai i kēia ʻōlelo hoʻohiki.
Ke noʻonoʻo nei ma waho o ka hale hana
Ua hōʻea mai nā mea noiʻi me kekahi mau hiʻohiʻona hoihoi e ʻike maikaʻi ʻia i ka hale hana.Akā ke manaʻoʻiʻo nei ʻo Olivetti lāua ʻo Huang e pili ana i ka wikiwiki o ka hoʻololi ʻana i ke aniau, he mea nui paha nā noʻonoʻo kūpono.Loaʻa iā mākou nā mea noiʻi i nā metric i loko o ka lab e loiloi i nā mea pono a me nā kaʻina hana, wahi a Olivetti.Hiki i nā laʻana ke hoʻokomo i ka hiki ke mālama i ka ikehu a me ka uku uku/hoʻokuʻu.Akā inā hoʻokō ʻia ka pahuhopu, manaʻo mākou e hoʻohui i nā metric e pili pono ana i ka hiki no ka scaling wikiwiki.
Nā mea a me ka loaʻa
I ka honua o nā electrolytes inorganic paʻa, ʻelua ʻano mea nui - nā oxides i loaʻa ka oxygen a me nā sulphides i loaʻa i ka sulfur.Hana ʻia ʻo Tantalum ma ke ʻano he huahana o ka ʻeli ʻana o ka tin a me ka niobium.Hōʻike ka ʻikepili mōʻaukala i ka hana ʻana o ka tantalum i kahi kokoke loa i ka nui o ka hiki ma mua o ka germanium i ka wā o ka ʻeli ʻana o ka tin a me ka niobium.ʻO ka loaʻa ʻana o ka tantalum he mea hopohopo nui loa ia no ka hiki ke hoʻonui ʻia o nā cell-based LLZO.
Eia naʻe, ʻo ka ʻike ʻana i ka loaʻa ʻana o kahi mea i loko o ka lepo ʻaʻole ia e hoʻonā i nā ʻanuʻu e pono ai e kiʻi i ka lima o nā mea hana.No laila ua noiʻi ka poʻe noiʻi i kahi nīnau e pili ana i ke kaulahao hoʻolako o nā mea nui - ka mining, ka hana ʻana, ka hoʻomaʻemaʻe, ka lawe ʻana, a me nā mea ʻē aʻe. makemake i nā pākaukau?
Ma kahi hōʻike hoʻohālike, ua nānā lākou i ka nui o ke kaulahao lako no ka germanium a me ka tantalum e pono ai ke ulu i kēlā me kēia makahiki e hāʻawi i nā ʻeke no nā ʻauwaʻa 2030 i manaʻo ʻia o nā kaʻa uila.ʻO kahi laʻana, ʻo kahi ʻauwaʻa o nā kaʻa uila, i ʻōlelo pinepine ʻia ma ke ʻano he pahuhopu no 2030, pono e hoʻohua i nā pākaukau e hoʻolako i nā hola 100 gigawatt o ka ikehu.No ka hoʻokō ʻana i kēia pahuhopu, me ka hoʻohana ʻana i nā pihi LGPS wale nō, pono e ulu ka kaulahao germanium e 50% i kēlā me kēia makahiki - kahi kikoʻī, ʻoiai ʻo ka nui o ka ulu ʻana ma kahi o 7% i hala.Me ka hoʻohana wale ʻana i nā cell LLZO, pono e ulu ka kaulahao no ka tantalum ma kahi o 30% - kahi ulu ulu ma mua o ka mōʻaukala kiʻekiʻe ma kahi o 10%.
Hōʻike kēia mau hiʻohiʻona i ke koʻikoʻi o ka noʻonoʻo ʻana i ka loaʻa o ka waiwai a me ke kaulahao lako i ka wā e loiloi ai i ka hiki ke hoʻonui ʻia o nā electrolytes paʻa like ʻole, wahi a Huang: ʻOiai ʻaʻole pilikia ka nui o kahi mea, e like me ka germanium, e hoʻonui i nā mea āpau. ʻo nā ʻanuʻu o ke kaulahao hoʻolako e hoʻohālikelike i ka hana ʻana o nā kaʻa uila e hiki mai ana e koi i ka ulu ulu ʻana i ʻike ʻole ʻia.
Nā mea a me ka hana
ʻO kekahi kumu e noʻonoʻo ai i ka loiloi ʻana i ka hiki ke hoʻonui ʻia o ka hoʻolālā pākaukau ʻo ka paʻakikī o ke kaʻina hana a me ka hopena o ke kumukūʻai.Nui nā ʻanuʻu i ka hana ʻana i kahi pākaukau paʻa, a ʻo ka hāʻule ʻole o kekahi ʻanuʻu e hoʻonui i ke kumukūʻai o kēlā me kēia cell i hana maikaʻi ʻia.
Ma ke ʻano he koho no ka paʻakikī o ka hana ʻana, ua ʻimi ʻo Olivetti, Ceder a me Huang i ka hopena o ka helu hāʻule i ka huina kumukūʻai o nā hoʻolālā pākaukau paʻa i koho ʻia i kā lākou waihona.I kekahi laʻana, ua kālele lākou i ka oxide LLZO.He palupalu loa ka LLZO a hiki ke hoʻohana ʻia i nā ʻōhua paʻa paʻa kiʻekiʻe e pohā a wili paha i nā wela kiʻekiʻe i loko o ke kaʻina hana.
No ka hoʻoholo ʻana i ke kumu kūʻai o ia mau hemahema, ua hoʻohālikelike lākou i nā ʻanuʻu kaʻina hana ʻehā e pili ana i ka hui ʻana i nā cell LLZO.Ma kēlā me kēia ʻanuʻu, helu lākou i ke kumukūʻai e pili ana i ka hua i manaʻo ʻia, ʻo ia hoʻi ka ʻāpana o nā cell a pau i hoʻokō pono ʻia me ka ʻole o ka hāʻule ʻole.No LLZO, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka hua ma mua o nā hoʻolālā ʻē aʻe a lākou i aʻo ai;Eia kekahi, i ka emi ʻana o ka hua, ua piʻi nui ke kumukūʻai no ka kilowatt-hola (kWh) o ka ikehu cell.No ka laʻana, i ka wā i hoʻohui ʻia ai he 5% o nā cell i ka hana hoʻomehana cathode hope loa, ua hoʻonui ʻia ke kumukūʻai ma kahi o $30/kWh - he loli liʻiliʻi e noʻonoʻo ana he $100/kWh ke kumukūʻai i ʻae ʻia no ia mau cell.ʻIke loa, hiki i nā pilikia hana ke loaʻa ka hopena nui i ka hiki ke hoʻohana nui i ka hoʻolālā.
Ka manawa hoʻouna: Sep-09-2022