Forbraíonn taighdeoirí sa Chóiré Theas ceallra soladstaide gan anóid nach bhfuil ach 2.77 micriméadar ar tiús
Tá fréamhshamhail de cheallra soladstaide gan anóid forbartha ag taighdeoirí in Ollscoil Dongguk sa Chóiré Theas. Bhí dlús fuinnimh 235 Wh/l aige tar éis 100 timthriall luchtaithe. Níl an ceallra ach 2.77 micriméadar ar tiús agus úsáideann sé idirchiseal nua stáin agus carbóin a chabhraíonn le caillteanas litiam a laghdú agus iontaofacht a fheabhsú. Ní ceannródaíocht i dteicneolaíocht ceallraí feithiclí leictreacha é go fóill, ach d’fhéadfadh an cur chuige aghaidh a thabhairt ar cheann de na laigí teicniúla is mó a bhaineann le ceallraí soladstaide.
Cruthaítear an anóid sa cheallra le linn luchtaithe
Díríonn an staidéar, a foilsíodh san iris eolaíochta Advanced Energy Materials faoin teideal “Pushing Energy Density Limits: Anode-Less Solid-State Battery Integrated With Amorphous Lithium Vanadium Oxide Thin-Film Cathode”, ar thaisceadh litiam i gceallraí soladstaide a rialú. I ngnáthcheallra litiam-ian, bíonn an anóid agus an catóid scartha óna chéile, agus gluaiseann iain litiam eatarthu le linn luchtaithe. Ní bhíonn gnáthchiseal anóide sa dearadh nua nuair a dhéantar é. Le linn an chéad luchtaithe, gluaiseann litiam ón gcatóid go dtí an bailitheoir srutha, agus cruthaítear ciseal litiam mhiotalaigh air.
Leis an gcur chuige seo, is féidir méid an cheallra a laghdú agus an fuinneamh a stóráiltear in aghaidh an aonaid toirte a mhéadú. Is í an fhadhb, áfach, ná taisceadh míchothrom litiam, a d’fhéadfadh caillteanas toillte agus gearrchiorcaid inmheánacha a chur faoi deara.
Feabhsaíonn stán agus carbón cobhsaíocht an cheallra
Úsáideann réiteach na dtaighdeoirí bailitheoir srutha copair a chuir siad idirchiseal ríthanaí stáin agus carbóin leis.
Cabhraíonn stán le taisceadh litiam a thosú, agus cabhraíonn carbón leis an litiam a dháileadh ar bhealach níos cothroime. Laghdaíonn sé seo an baol go gcruthófar struchtúir neamhrialta litiam le linn luchtaithe, nó go n-éireoidh litiam scoite amach go leictreach agus nach gcuirfidh sé le stóráil fuinnimh a thuilleadh. Bhain na taighdeoirí úsáid as réamhlitiamú freisin, ag cur cúlchiste beag litiam leis an gcóras chun caillteanais do-aisiompaithe a chúiteamh le linn na dtimthriallta tosaigh oibríochta.
Comhcheanglaíonn an fhréamhshamhail catóid ocsaíde litiam-vanaidiam le leictrilít sholadach de chineál LiPON. Tá an chatóid thart ar 2 mhicriméadar ar tiús, agus tá an chill cheallra ina hiomláine 2.77 micriméadar ar tiús.
Tar éis 100 timthriall luchtaithe agus díluchtaithe, bhain an chill dlús fuinnimh de réir toirte de 235.13 Wh/l amach. Rinneadh an tástáil ag sruth an-íseal, le ráta luchtaithe 0.01 C.
Ní leor an dlús fuinnimh go fóill d’fheithiclí leictreacha
Cé go léiríonn an toradh cur chuige nua i bhforbairt ceallraí soladstaide, ní figiúr eisceachtúil é 235 Wh/l de réir chaighdeáin fheithiclí leictreacha an lae inniu.
Is féidir le ceallraí litiam-ian nua-aimseartha dlúis fuinnimh de roinnt céadta Wh/l a bhaint amach ar leibhéal na cille. Dá bhrí sin, ní féidir fréamhshamhail Dongguk a mheas mar iomaitheoir díreach do na ceallraí feithiclí leictreacha atá á bhforbairt ag Toyota, CATL nó mór-mhonaróirí ceallraí eile.
Is tábhachtaí an bunphrionsabal dearaidh. D’fhéadfadh dearadh gan anóid úsáid ábhar a laghdú agus cealla ceallra níos dlúithe a chumasú amach anseo.
Maidir leis an bhfréamhshamhail reatha, áfach, tá ceisteanna fós ann faoi mharthanacht fhadtéarmach, luchtú ag sruth ard, costais táirgthe agus oiriúnú na teicneolaíochta do tháirgeadh ceallraí ar scála mór.
D’fhéadfadh an cur chuige nua a bheith oiriúnach go háirithe do ghléasanna leictreonacha inchaite, d’fheistí leighis agus do bhraiteoirí beaga, áit a mbíonn toisí an cheallra níos tábhachtaí ná an dlús fuinnimh go minic.
Treo tábhachtach taighde do thionscal ceallraí na hEorpa
Tá monaróirí ceallraí agus grúpaí gluaisteán san Eoraip ag infheistiú i gceallraí soladstaide agus súil acu raon tiomána a mhéadú, sábháilteacht a fheabhsú agus spleáchas ar ghnáthcheallraí litiam-ian a laghdú.
Léiríonn obair Ollscoil Dongguk, mar sin féin, nach ar leictrilítí nua amháin a bhraitheann rath ceallraí soladstaide. Tá sé chomh tábhachtach ar a laghad na próisis ag comhéadain na leictreoidí a rialú.
Ní sa dlús fuinnimh 235 Wh/l atá fíorluach an staidéir, ach san fhéidearthacht ceallra gan anóid a dhéanamh níos cobhsaí. Más féidir le taighdeoirí an prionsabal céanna a chur i bhfeidhm i gcealla níos mó agus ag sruthanna luchtaithe níos airde, d’fhéadfadh sé cur le forbairt ceallraí na chéad ghlúine eile.
Faoi láthair, tá an teicneolaíocht fós sa tsaotharlann. Bheadh gá le forbairt shuntasach bhreise sula bhféadfaí í a úsáid i bhfeithiclí leictreacha.
