Táthar ag súil go dtiocfaidh rubair in ionad ábhair thraidisiúnta chun bheith ina phríomhábhar don chéad ghlúin eile de chadhnraí soladach-stáit

Le gur féidir le feithiclí leictreacha (EVanna) dul i mbun príomhshrutha, teastaíonn uathu cadhnraí atá cost-éifeachtach, níos sábháilte agus níos faide a mhairfidh nach bpléascann nó nach ndéanann dochar don chomhshaol le linn úsáide. B’fhéidir go bhfuair taighdeoirí in Institiúid Teicneolaíochta Georgia rogha eile a bhfuil gealladh fúthu in áit cadhnraí litiam-ian traidisiúnta:rubair.

Úsáidtear leaistiméirí, nó rubar sintéiseach, go forleathan i dtáirgí tomhaltóirí agus i dteicneolaíochtaí chun cinn mar leictreonaic inchaite agus róbait bhog mar gheall ar a n-airíonna meicniúla níos fearr. Fuair ​​​​na taighdeoirí amach nuair a dhéantar an t-ábhar a fhoirmiú i struchtúr 3D, go bhfeidhmíonn sé mar shárbhealaigh le haghaidh iompair ian litiam go tapa, le toughness meicniúil níos fearr a ligeann do chadhnraí luchtú níos faide agus dul níos faide. Rinneadh an taighde i gcomhar le hInstitiúid Ard-Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Cóiré agus foilsítear é san iris Nature.

I gceallraí traidisiúnta litiam-ian, bogtar na hiain le leictrilít leachtach. Mar sin féin, tá cadhnraí den sórt sin éagobhsaí go bunúsach: is féidir fiú an damáiste is lú sceitheadh ​​isteach leictrilítí, rud a fhágann pléascadh nó tine. Chuir imní sábháilteachta iachall ar an tionscal díriú ar chadhnraí soladach-stáit, ar féidir iad a dhéanamh ag baint úsáide as ábhair ceirmeacha neamhorgánacha nó polaiméirí orgánacha.
"Tá an chuid is mó de na tionscail dírithe ar leictrilítí soladacha neamhorgánacha a thógáil. Ach tá siad deacair a dhéanamh, costasach agus níl siad neamhdhíobhálach don chomhshaol," a deir Seung Woo Lee, ollamh comhlach ag Scoil na hInnealtóireachta Meicniúla George W. Woodruff a bhí mar chuid d'fhoireann taighde a d'aimsigh polaiméir orgánach rubair-bhunaithe níos fearr ná ábhair eile. Leanann leictrilítí polaiméire soladacha ag tarraingt spéis mhór mar gheall ar a gcostas déantúsaíochta íseal, airíonna neamh-tocsaineacha agus bog. Mar sin féin, níl seoltacht ianach agus cobhsaíocht mheicniúil leordhóthanach ag leictreailítí polaiméire traidisiúnta chun oibriú iontaofa cadhnraí stáit soladacha a chinntiú.
Tugann an dearadh 3d úrscéal léim i dlús fuinnimh agus feidhmíochta
Innealtóirí Georgia Tech a úsáidtearrubairleictrilítí chun fadhbanna coitianta a réiteach (iompar ian litiam mall agus droch-airíonna meicniúla). Ba é an rud is tábhachtaí ná ligean d’ábhair céimeanna criostalaithe plaisteacha idirnasctha tríthoiseach (3D) a fhoirmiú i maitrís garbh rubair. Tugann an struchtúr uathúil seo seoltacht ard ianach, airíonna meicniúla den scoth agus cobhsaíocht leictriceimiceach.
Is féidir an leictrilít rubair a dhéanamh ag teocht íseal ag baint úsáide as próiseas simplí de pholaiméiriú a tháirgeann comhéadan daingean agus réidh ar an dromchla leictreoid. Cuireann na hairíonna uathúla seo den leictrilít rubair cosc ​​ar fhás dendrites litiam agus ligeann siad gluaiseacht iain níos tapúla, rud a chuireann ar chumas cadhnraí stáit soladach oibriú go hiontaofa fiú ag teocht an tseomra.
Rubair, a úsáidtear i ngach áit le haghaidh a n-airíonna meicniúla ard, cuirfidh sé ar ár gcumas cadhnraí níos saoire, níos iontaofa agus níos sábháilte a dhéanamh. Ciallaíonn seoltacht ian níos airde gur féidir leat níos mó ian a bhogadh ag an am céanna, agus trí mhéadú ar shaintréithe fuinnimh agus dlús fuinnimh na gcadhnraí seo, is féidir leat raon na feithicle leictreacha a mhéadú.

Tá na taighdeoirí ag obair anois ar bhealaí chun feabhas a chur ar fheidhmíocht na ceallraí, ag méadú a chuid ama timthriall agus ag laghdú am muirir trí seoltacht ianach níos fearr. Go dtí seo, tá dhá fheabhsú tagtha ar fheidhmíocht ceallraí/am timthriallta dá gcuid iarrachtaí.

D’fhéadfadh an obair seo cáil na Seoirsia a fheabhsú mar mhol nuálaíochta d’fheithiclí leictreacha. Tá SK Innovation, cuideachta fuinnimh agus pheitriceimiceach domhanda, ag maoiniú taighde breise ar ábhair leictrilít mar chuid dá chomhoibriú leanúnach leis an Institiúid chun cadhnraí soladach-staid den chéad ghlúin eile a thógáil atá níos sábháilte agus níos déine ar fhuinneamh ná cadhnraí litiam-ian traidisiúnta. D'fhógair SK Innovation le déanaí go dtógfar gléasra ceallraí feithiclí leictreacha nua i dTráchtáil, Georgia, a bhfuiltear ag súil go dtáirgfear 21.5 gigawatt uair an chloig de chadhnraí litiam-ian sa bhliain faoi 2023.
D'fhéadfadh cadhnraí uile-soladach-stáit míleáiste agus sábháilteacht feithiclí leictreacha a fheabhsú go mór. Feiceann cuideachtaí ceallraí atá ag fás go tapa, lena n-áirítear SK Innovation, tráchtálú cadhnraí uile-stáit soladach mar changer cluiche don mhargadh ev. Dúirt Kyounghwan Choi, stiúrthóir ar Ionad Taighde Ceallraí na Chéad Ghlúin Eile de chuid SK Innovation: “Tá dóchas arda ann maidir le cur i bhfeidhm tapa agus tráchtálú cadhnraí uile-stáit soladach tríd an tionscadal leanúnach i gcomhar le SK Innovation agus an tOllamh Seung Woo Lee ó Institiúid Georgia. na Teicneolaíochta."