Tsarin ciki na baturi: babban iya aiki

Muna sa ran sabon zamani na yaduwar amfani da makamashi mai tsafta. A cikin wani yanayi mai ban mamaki na wannan zamani, mutum na iya ganin sabbin motoci kamar motocin lantarki na Tesla suna tafiya a kan tituna, waɗanda ba a samar da su ta hanyar mai ba amma ta cikakken cajin batir lithium. Za a maye gurbin gidajen mai da ke kan hanyar ta hanyar caji. Wani sabon labari da aka samu shi ne cewa yanzu birnin Shanghai ya ba da sanarwar ba da lasisi ga motocin lantarki na Tesla tare da tallafa musu cikin sauri na kera manyan caja a kasar Sin.

Amma nan gaba mai haske na iya rugujewa ganin cewa batirin motoci masu amfani da wutar lantarki ba su da bambanci da baturan wayar salula. Masu amfani da wayar salula sukan damu da rayuwar baturi. Wayoyin mutane da yawa suna cika da safe, kuma yayin da rana ta gabato, ya zama dole a yi cajin su sau ɗaya a rana. Kwamfutocin tafi-da-gidanka suna da matsala iri ɗaya kuma ruwan ‘ya’yan itace na iya ƙarewa cikin sa’o’i kaɗan. An yi tambaya game da amfanin motocin lantarki saboda ba sa tafiya mai nisa don yin hatsari kuma suna buƙatar caji akai-akai. Model na Tesla a halin yanzu shine motar lantarki daya tilo a kasuwa, wanda yayi fice. Model shi ne ya fi daukar ido, yana da nisan kilomita 480 akan caji daya.

Me yasa batura ba su daɗe? Adadin makamashin da wani abu zai iya adanawa a cikin sararin da aka ba shi ana kiransa yawan kuzari. Ƙarfin ƙarfin baturi yayi ƙasa. Dangane da makamashin da ake samarwa a kowace kilogiram, muna iya amfani da man fetur har zuwa megajoules 50 a kowace rana, yayin da batirin lithium ya kai matsakaicin kasa da megajoule 1. Sauran nau’ikan batura kuma suna yawo a ƙananan matakai. Babu shakka, ba za mu iya sa batir ya zama marar iyaka; Domin ƙara ƙarfin baturi, za mu iya mayar da hankali ne kawai kan inganta ƙarfin ƙarfin baturin, amma akwai matsaloli da yawa. Menene matsalolin wannan fasaha? Dan jaridar ya yi hira da Liu Run, mataimakin farfesa a fannin ilmin sinadarai a jami’ar Zhejiang, ya kuma yi nazari kan sirrin tsarin ciki na batirin lithium da aka saba amfani da shi (batir lithium a takaice).

Electrolytes suna da matukar muhimmanci

Saboda canja wurin electrons, baturi zai iya samar da makamashi. Lokacin da aka haɗa baturi zuwa kewaye, kunnawa yana kashe kuma na yanzu yana kunne. A wannan lokacin, electrons suna tserewa daga mummunan tashar kuma suna gudana ta cikin da’ira zuwa tabbataccen tasha. A cikin tsari, na’urorin lantarki za su ci gaba da aiki da wayarka, kamar yadda ake tuƙi motar lantarki ta Tesla.

Ana ba da wutar lantarki a cikin batir lithium ta hanyar lithium. Idan ka cika baturi da lithium, ashe yawan kuzarin ba zai karu ba? Abin baƙin ciki shine, domin batirin lithium ya kasance mai caji, dole ne a ƙididdige tsarin cikinsa dangane da takamaiman ƙarfinsa. Liu ya yi nuni da cewa, tsarin ciki na batirin lithium yana kunshe da electrolytes, da bayanai marasa kyau, bayanai masu inganci da gibi, kowannensu yana da nasa tsari na musamman, yana taka rawa na musamman kuma ba makawa. Wannan tsarin yana iyakance ƙarfin ƙarfin baturan lithium-ion.

Na farko shine electrolytes, waxanda suke da mahimmancin magudanar ruwa a cikin batura. Lokacin da baturi ya fita, ƙwayoyin lithium atom suna rasa electrons ɗin su kuma su zama ions lithium, kuma idan suna caji, dole ne su gudu daga wannan ƙarshen baturin zuwa wancan kuma su sake dawowa. Liu yace. Electrolyte yana kiyaye ions lithium, a sandunan arewa da kudu na baturin, mabuɗin ci gaba da hawan baturi. Electrolytes kamar koguna ne, ion lithium kamar kifi ne. Idan kogin ya bushe kuma kifi ba zai iya zuwa wancan gefen ba, batir lithium ba zai yi aiki yadda ya kamata ba.

Kyau na electrolyte shine cewa yana ɗaukar ions lithium kawai, ba electrons ba, yana tabbatar da cewa baturi yana fitowa ne kawai lokacin da aka haɗa da’ira. Hakazalika, ions lithium, bisa ga electrolyte, suna tafiya cikin tsari da tsari mai kyau, don haka electrons koyaushe suna tafiya ta hanya ɗaya, suna ƙirƙirar halin yanzu.

Barga tabbatacce kuma korau sanduna

Electrolytes ba sa samar da wuta, amma suna da nauyi kuma suna da mahimmanci ga baturan lithium-ion. Don haka me yasa ba a sami ƙarin bayanan da ba daidai ba bisa graphite? Graphite, kayan da ake amfani da su don yin fensir, ba shi da alhakin samar da lantarki. “Wannan shi ne don tabbatar da lokacin caji ya yi,” in ji Mista Liu.