211service.com
IBM investuoja į baterijų tyrimus
IBM tyrimai pradeda ambicingą projektą, kuris, tikimasi, per ateinančius penkerius metus padės komercializuoti baterijas, kurios sukaupia 10 kartų daugiau energijos nei šiandien. Bendrovė bendradarbiaus su JAV nacionalinėmis laboratorijomis, kad sukurtų daug žadančią, bet prieštaringą technologiją, kuriai su deguonimi ore reaguoti naudojamas energijos tankus, bet labai degus ličio metalas. Bendrovė teigia, kad atsipirkimas bus lengvas, galingas ir įkraunamas akumuliatorius, skirtas elektros tinklui ir transporto elektrifikavimui.
Neperšlampama galia: Šis apsauginis korpusas apgaubia veikiantį ličio-metalo akumuliatoriaus elektrodą, neįtraukiant vandens, bet leidžiantį praeiti ličio jonams. Tai dalis baterijos prototipo, pagaminto PolyPlus Battery iš Berklio, Kalifornijos.
Ličio metalo-oro baterijos gali sukaupti didžiulį energijos kiekį – teoriškai daugiau nei 5000 vatvalandžių vienam kilogramui. Tai daugiau nei dešimt kartų daugiau nei šiandieninių didelio našumo ličio jonų akumuliatorių ir daugiau nei kitos klasės energijos kaupimo įrenginių: kuro elementų. Vietoj to, kad elemento viduje būtų antrasis reagentas, šios baterijos reaguoja su deguonimi ore, kuris prireikus įtraukiamas, todėl jie yra lengvi ir kompaktiški.
IBM siekia rizikingos technologijos, o ne ličio jonų baterijų, nes gali pasiekti pakankamai didelį energijos tankį, kad pakeistų transportavimo sistemą, sakoma. Čandrasekharas Narajanas , mokslo ir technologijų vadovas IBM Almadeno tyrimų centre San Chosė, Kalifornijoje. Atsižvelgiant į visus numatomus pokyčius, ličio jonų baterijos taps tik maždaug du kartus geresnis nei šiandien, sako jis. Norint iš tikrųjų daryti poveikį transportui ir tinklui, reikia didesnio energijos tankio. Vienas iš projekto tikslų, sako Narayanas, yra lengvas 500 mylių akumuliatorius šeimos automobiliui. The Chevy Voltas gali nuvažiuoti 40 mylių prieš naudodamas degalų baką ir „Tesla Motors“ modelis S linija gali nuvažiuoti iki 300 mylių be įkrovimo.
Vienas iš pagrindinių iššūkių gaminant ličio metalo-oro baterijas yra tai, kad oras nėra tik deguonis, sako Džefas Dahnas , medžiagų mokslo profesorius Dalhousie universitete, Naujojoje Škotijoje. Ten, kur yra oro, yra drėgmės, o drėgmė yra ličio mirtis, sako Dahnas. Kai ličio metalas susitinka su vandeniu, įvyksta sprogi reakcija. Šioms baterijoms reikės apsauginių membranų, kurios pašalina vandenį, bet praleidžia deguonį ir laikui bėgant yra stabilios.
IBM šiuo metu neturi baterijų tyrimo programų. Tačiau Narayanas teigia, kad IBM turi žinių, reikalingų mokslo problemoms spręsti. Be Oak Ridge, IBM bendradarbiaus su Lawrence'o Berkeley, Lawrence'o Livermore'o, Argonne ir Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinėmis laboratorijomis. Bendrovė ir jos bendradarbiai šiuo metu rengia pasiūlymą dėl finansavimo iš JAV Energetikos departamento pagal Pažangių tyrimų projektų agentūrą-Energetika.
Ličio metalo baterijų tyrimai sustojo maždaug prieš 20 metų. 1989 m. Kanados įmonė „Moli Energy“ po gaisro atšaukė savo įkraunamas ličio-metalo baterijas, kuriose buvo naudojamas ne oras, o tradicinis katodas; dėl įvykio buvo pradėtas teisminis procesas, įmonei buvo paskelbtas bankrotas. Netrukus „Sony“ rinkai pristatė pirmąsias įkraunamas ličio jonų baterijas, kurios buvo saugesnės, o ličio metalo elektrodų tyrimai beveik sustojo. (Po restruktūrizavimo Moli Energy sutelkė savo mokslinių tyrimų pastangas ir dabar parduoda ličio jonų baterijas tokiu pavadinimu Molicel .) Tik keletas laboratorijų visame pasaulyje, įskaitant esančias PolyPlus baterija , Berklyje, Kalifornijoje, Japonijoje AIST , ir Andrews universitetas , Škotijoje, šiuo metu dirba su ličio-oro baterijomis.
Įkraunant ličio metalo baterijas gali kilti saugos problemų. Kai įkraunate ir iškraunate, turite vėl ir vėl padengti galvanizaciją ir nulupti metalą, sako Dahnas, neprisidėjęs prie IBM projekto. Laikui bėgant, kaip ir ličio jonų akumuliatoriuje, ličio metalo paviršius tampa šiurkštus, o tai gali sukelti terminį nutekėjimą, kai baterija tiesiogine prasme dega, kol išnaudojamos visos viduje esančios reagentai. Tačiau Narayanas teigia, kad ličio-oro baterijos iš esmės yra saugesnės nei anksčiau sukurtos ličio-metalo baterijos, taip pat šiandieninės ličio jonų baterijos, nes ląstelėje yra tik vienas iš reagentų. Narayanas sako, kad ličio-oro elementui reikia oro iš išorės. Niekada nesulauksite pabėgusios reakcijos, nes oro kiekis ribotas.
„PolyPlus Battery“ maždaug šešerius metus dirba su ličio metalo-oro technologija ir turi keletą dramatiškų šios technologijos gyvybingumo įrodymų: plaukiojanti tarp klounų žuvų akvariumo rezervuare bendrovės būstinėje, ličio metalo baterija traukia deguonį iš sūraus vandens į įjunkite žalią šviesos diodą. Bendrovė taip pat sukūrė prototipą bateriją, kuri traukia deguonį iš aplinkos oro. Tačiau Stevenas Visco, bendrovės įkūrėjas ir tyrimų viceprezidentas, teigia, kad ličio metalo-oro baterijos vis dar yra jauna technologija, kuri nėra paruošta komercializuoti.
IBM Narayan nurodo dvi likusias pagrindines ličio metalo ir oro technologijos problemas. Pirma, katodo konstrukcija turi būti optimizuota taip, kad ličio oksidas, susidarantis, kai deguonis patenka į akumuliatoriaus vidų, neužblokuotų deguonies įsiurbimo kanalų. Antra, norint paskatinti atvirkštinę reakciją, kuri įkrauna akumuliatorių, reikalingi geresni katalizatoriai.
Narayanas sako, kad bus neaišku, kiek pinigų ir kiek laiko užtruks projektas, maždaug po pusantrų metų, kai prasidės tyrimai. Jis skaičiuoja, kad įmonė projektui skirs apie penkerius metus. IBM tikriausiai negamins baterijų, bet licencijuos technologiją gamintojams.