மேம்பட்ட பேட்டரி தொழில்நுட்பங்களுடன் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைத் திறப்பது
காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கான உலகளாவிய முயற்சிகள் தீவிரமடைந்து வருவதால், புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் டிகார்பனைசேஷனின் முக்கிய செயல்படுத்திகளாக பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தில் முன்னேற்றங்கள் உருவாகி வருகின்றன. கிரிட் அளவிலான சேமிப்பு தீர்வுகள் முதல் மின்சார வாகனங்கள் (EVகள்) வரை, அடுத்த தலைமுறை பேட்டரிகள் செலவு, பாதுகாப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தில் முக்கியமான சவால்களை எதிர்கொள்ளும் அதே வேளையில் ஆற்றல் நிலைத்தன்மையை மறுவரையறை செய்கின்றன.
பேட்டரி வேதியியலில் முன்னேற்றங்கள்
மாற்று பேட்டரி வேதியியலில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் நிலப்பரப்பை மாற்றி வருகின்றன:
- இரும்பு-சோடியம் பேட்டரிகள்: இன்லைட் எனர்ஜியின் இரும்பு-சோடியம் பேட்டரி 90% சுற்று-பயண செயல்திறனை நிரூபிக்கிறது மற்றும் 700 சுழற்சிகளுக்கு மேல் திறனைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது, சூரிய மற்றும் காற்றாலை ஆற்றலுக்கான குறைந்த விலை, நீடித்த சேமிப்பை வழங்குகிறது.
- திட-நிலை பேட்டரிகள்: எரியக்கூடிய திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளை திடமான மாற்றுகளுடன் மாற்றுவதன் மூலம், இந்த பேட்டரிகள் பாதுகாப்பு மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தியை மேம்படுத்துகின்றன. அளவிடுதல் தடைகள் இருந்தாலும், EVகளில் அவற்றின் திறன் - வரம்பை அதிகரிப்பது மற்றும் தீ அபாயங்களைக் குறைப்பது - உருமாறும் தன்மை கொண்டது.
- லித்தியம்-சல்பர் (Li-S) பேட்டரிகள்: கோட்பாட்டு ஆற்றல் அடர்த்தி லித்தியம்-அயனியை விட அதிகமாக இருப்பதால், Li-S அமைப்புகள் விமான போக்குவரத்து மற்றும் கட்ட சேமிப்பிற்கான நம்பிக்கைக்குரியவை. எலக்ட்ரோடு வடிவமைப்பு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உருவாக்கத்தில் புதுமைகள் பாலிசல்பைட் ஷட்லிங் போன்ற வரலாற்று சவால்களைச் சமாளிக்கின்றன.
நிலைத்தன்மை சவால்களைச் சமாளித்தல்
முன்னேற்றம் இருந்தபோதிலும், லித்தியம் சுரங்கத்தின் சுற்றுச்சூழல் செலவுகள் பசுமையான மாற்றுகளுக்கான அவசரத் தேவைகளை அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகின்றன:
- பாரம்பரிய லித்தியம் பிரித்தெடுத்தல் பரந்த நீர் வளங்களை (எ.கா., சிலியின் அட்டகாமா உப்புநீர் செயல்பாடுகள்) பயன்படுத்துகிறது மற்றும் ஒரு டன் லித்தியத்திற்கு ~15 டன் CO₂ ஐ வெளியிடுகிறது.
- ஸ்டான்போர்ட் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சமீபத்தில் ஒரு மின்வேதியியல் பிரித்தெடுக்கும் முறையை முன்னோடியாகக் கொண்டு வந்தனர், இது நீர் பயன்பாடு மற்றும் உமிழ்வைக் குறைத்து செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.
ஏராளமான மாற்றுகளின் எழுச்சி
நிலையான மாற்றாக சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் பிரபலமடைந்து வருகின்றன:
- தீவிர வெப்பநிலையிலும் ஆற்றல் அடர்த்தியில் சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் இப்போது லித்தியம்-அயனியுடன் போட்டியிடுகின்றன, இயற்பியல் இதழ் மின்சார வாகனங்களுக்கான அவற்றின் விரைவான வளர்ச்சியையும் கட்ட சேமிப்பையும் எடுத்துக்காட்டுகிறது.
- பொட்டாசியம்-அயன் அமைப்புகள் நிலைத்தன்மை நன்மைகளை வழங்குகின்றன, இருப்பினும் ஆற்றல் அடர்த்தி மேம்பாடுகள் தொடர்ந்து நடைபெற்று வருகின்றன.
ஒரு வட்ட சிக்கனத்திற்கான பேட்டரி ஆயுட்காலத்தை நீட்டித்தல்
வாகன பயன்பாட்டிற்குப் பிறகு EV பேட்டரிகள் 70–80% திறனைத் தக்கவைத்துக்கொள்வதால், மறுபயன்பாடு மற்றும் மறுசுழற்சி மிகவும் முக்கியம்:
- இரண்டாம் வாழ்க்கை பயன்பாடுகள்: ஓய்வுபெற்ற EV பேட்டரிகள் குடியிருப்பு அல்லது வணிக ஆற்றல் சேமிப்பிற்கு சக்தி அளிக்கின்றன, புதுப்பிக்கத்தக்க இடையூறுகளைத் தடுக்கின்றன.
- மறுசுழற்சி புதுமைகள்: ஹைட்ரோமெட்டலர்ஜிகல் மீட்பு போன்ற மேம்பட்ட முறைகள் இப்போது லித்தியம், கோபால்ட் மற்றும் நிக்கலை திறமையாக பிரித்தெடுக்கின்றன. இருப்பினும், இன்று லித்தியம் பேட்டரிகளில் ~5% மட்டுமே மறுசுழற்சி செய்யப்படுகின்றன, இது லீட்-அமிலத்தின் 99% விகிதத்தை விட மிகக் குறைவு.
- ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் விரிவாக்கப்பட்ட உற்பத்தியாளர் பொறுப்பு (EPR) ஆணை போன்ற கொள்கை இயக்கிகள், உற்பத்தியாளர்களை ஆயுட்கால மேலாண்மைக்கு பொறுப்பேற்க வைக்கின்றன.
முன்னேற்றத்திற்கு ஊக்கமளிக்கும் கொள்கை மற்றும் ஒத்துழைப்பு
உலகளாவிய முயற்சிகள் மாற்றத்தை துரிதப்படுத்துகின்றன:
- ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் முக்கியமான மூலப்பொருட்கள் சட்டம், மறுசுழற்சியை ஊக்குவிக்கும் அதே வேளையில் விநியோகச் சங்கிலி மீள்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.
- அமெரிக்க உள்கட்டமைப்பு சட்டங்கள் பேட்டரி ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்கு நிதியளிக்கின்றன, இது பொது-தனியார் கூட்டாண்மைகளை வளர்க்கிறது.
- பேட்டரி வயதானது குறித்த எம்ஐடியின் பணி மற்றும் ஸ்டான்போர்டின் பிரித்தெடுத்தல் தொழில்நுட்பம் போன்ற பலதுறை ஆராய்ச்சி, கல்வித்துறையையும் தொழில்துறையையும் இணைக்கிறது.
நிலையான எரிசக்தி சுற்றுச்சூழல் அமைப்பை நோக்கி
நிகர-பூஜ்ஜியத்திற்கான பாதை படிப்படியாக மேம்பாடுகளை விட அதிகமாகக் கோருகிறது. வள-திறமையான வேதியியல், வட்ட வாழ்க்கைச் சுழற்சி உத்திகள் மற்றும் சர்வதேச ஒத்துழைப்புக்கு முன்னுரிமை அளிப்பதன் மூலம், அடுத்த தலைமுறை பேட்டரிகள் தூய்மையான எதிர்காலத்தை உருவாக்க முடியும் - கிரக ஆரோக்கியத்துடன் ஆற்றல் பாதுகாப்பை சமநிலைப்படுத்துகிறது. கிளேர் கிரே தனது MIT விரிவுரையில் வலியுறுத்தியது போல், "மின்மயமாக்கலின் எதிர்காலம் சக்திவாய்ந்ததாக மட்டுமல்லாமல், ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் நிலையானதாகவும் இருக்கும் பேட்டரிகளைச் சார்ந்துள்ளது."
இந்தக் கட்டுரை இரட்டை கட்டாயத்தை அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகிறது: உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒவ்வொரு வாட்-மணி நேரத்திலும் நிலைத்தன்மையை உட்பொதிக்கும் அதே வேளையில் புதுமையான சேமிப்பு தீர்வுகளை அளவிடுதல்.
இடுகை நேரம்: மார்ச்-19-2025
