Mis on tahkisliitiumaku?

Teie telefonis, arvutis ja teie sees on vedelikku elektrisõiduk (EV). Seda seetõttu, et peaaegu kogu laetav elektroonika kasutab liitium-ioonakud, mis tuginevad vedelatele elektrolüütidele.

Aga see on muutumas.

"Kuigi tahkisliitiumakud töötati välja rohkem kui 30 aastat tagasi, on nende kaubanduslik kasutamine alles tõusmas tänu uutele materjalidele, mis muudavad need äriliselt elujõuliseks,” ütleb toote asepresident Vince Caito areng kl Yoshino võim. "Solid-state on eriti palju pealkirju, kuna autotootjad arendavad neid järgmise põlvkonna elektrisõidukite jaoks."

Mis on tahkisliitiumaku?

Lihtsamalt öeldes kasutab tahke liitiumaku vedela elektrolüüdi asemel tahket elektrolüüti.

"Kõigil akudel on kolm põhikomponenti: anood, katood ja elektrolüüt," ütleb Gabriel Adams, Arizona osariigi ülikooli tudeng, kes uurib ülikoolis uut tehnoloogiat.

Rolstoni labor.

"Laialt populaarsetes mittetahkis liitiumakudes, mida leidub kõiges alates olmeelektroonikast kuni lennukites on elektrolüüt vedelik, mis hõlbustab liitiumioonide ülekannet anoodi ja anoodi vahel katood. Tahkisliitiumaku puhul on elektrolüüt hoopis tahke materjal.

Tahkisliitiumaku tehnoloogiaid on mitut tüüpi. Mõned toetuvad liitiumioonide juhtimiseks polümeeridele, teised aga sulfiide või oksiide (keraamika).

Tahkisliitiumpatareide eelised

Suurem ohutus on üks peamisi eeliseid, kuna elektrolüüdid ei leki välja.

"Vedelad elektrolüüdid on tuleohtlikud ja sellepärast näete aku põleb uudistes," ütleb Eric D. Wachsman, Ph.D., direktor Marylandi energiainnovatsiooni instituut.

"Me saame selle ümber kujundada ja oleme seda juba pikka aega teinud, kuid ohutuse vahel on teatud põhimõttelised kompromissid ja jõudlus vedelate elektrolüütide ja keraamiliste tahkete elektrolüütidega väldivad seda kompromissi, kuna tahke aine on Mittesüttiv."

Teine eelis: suurem energiatihedus, mille tulemuseks on kompaktsem ja kergem aku. EV-de puhul on seda reklaamitud kui "Püha Graali", kuna see võimaldab autodel laadimisega kaugemale sõita ja laadige uuesti kiiremini.

Adamsi sõnul on siinsete tehnikute jaoks põhjus: "Tahked ained on tihedamad kui vedelikud ja tahkispatareid ei vaja anoodi ja katoodi vahel eraldajat. Neil on ka parem termiline stabiilsus, kuna tahked ained on aatomitasandil tihedamalt omavahel seotud, nii et tahkisakud taluvad paremini kõrgemaid temperatuure.

Tahkisliitiumpatareide puudused

Suurim puudus on nende täiustatud materjalide, tehnoloogia ja tootmise keerukuse tõttu kulukus. Kuid kuna need akud muutuvad tavalisemaks, vähenevad tõenäoliselt kulud.

Kus tahkispatareisid kasutatakse?

Praegu pole need tarbijatele laialdaselt kättesaadavad, kuid see hakkab muutuma. Yoshino Power andis just välja mõned esimesed liitiumi tahkistooted: kaasaskantavad elektrijaamad erinevates suurustes jaoks kodu varundamine, elektritööriistade käitamine ja telkimine. Eeldatakse, et lähiaastatel hakkab tehnoloogia elektrisõidukite turgu tormama.

"Tahkised akud on tuleviku tee," ütleb Adams. „Uued elektrisõidukite tootjad investeerivad oma arendusse palju ja ettevõtetele meeldib Toyota on väitnud, et nende uued elektrisõidukid hakkavad kohe kasutama pooljuhtaku tehnoloogiat 2027.”

Peaaegu kõik teised autotootjad on samuti tehnoloogiale pühendunud.

"Energiaministeerium on rahastamise osas keskendunud elektrisõidukitele, kuna see mõjutab kliimaprobleeme," ütleb Wachsman. "Kuid sellest saab olmeelektroonika. See muudab selle võrgusalvestuseks. Nende akude jaoks on piiramatu arv rakendusi.

Kuid kui kaalute elektriautot ja teil on eelarve, ärge oodake, kuni tehnoloogia välja tuleb. "Lihtsalt mine võta see kohe," ütleb Wachsman. "Esimesed on kallimad ja läheb veidi aega, enne kui tootmismaht on piisavalt suur, et ühiku hind langeks."

Vabakutseline kirjanik ja indie-filmide produtsent Karuna Eberl käsitleb isetegemise õue- ja looduskülgi, uurides Family Handymani elusloodust, rohelist eluviisi, reisimist ja aiatööd. Ta kirjutab ka FH Eleven Percent veergu dünaamiliste naiste kohta ehitustööjõus. Mõned tema muud autorid hõlmavad ajakirja Readers Digest, National Parks, National Geographic Channel ja Atlas Obscura märtsikuu kaanepilti. Karuna ja tema abikaasa on samuti lõpetamas mahajäetud maja renoveerimist Colorado maapiirkonnas peaaegu kummituslinnas. Kui nad ei tööta, võite leida nad matkamas ja mööda teed mööda reisimas ning telkimas oma ümberehitatud kaubikus.