Yek ji zehmetiyên vezîvirandinê ev e ku lêçûna materyalê bixwe kêm e, û pêvajoya vezîvirandinê ne erzan e. Teknolojiya nû hêvî dike ku bi kêmkirina lêçûn û karanîna malzemeyên ekolojîk-dostane vegerandina bataryayên lîtiumê zêde bike.

Teknîkîyek nû ya dermankirinê dikare materyalê katodê yê hatî bikar anîn vegerîne rewşa xweya bingehîn, lêçûnên vezîvirandinê bêtir kêm bike. Teknolojiya ku ji hêla nano endezyarên li Zanîngeha California, San Diego ve hatî pêşve xistin, ji rêbazên ku niha têne bikar anîn bi hawîrdorparêztir e. Ew madeyên xav kesktir bikar tîne, mezaxtina enerjiyê ji sedî 80 û 90 kêm dike û gazên serayê ji sedî 75 kêm dike.

Lêkolîner di kaxezek de ku di 12ê Mijdarê de li Joule hatî weşandin de xebata xwe hûrgulî dikin.

Ev teknîk bi taybetî ji bo katodên ku ji fosfata hesinê lîtium (LFP) hatine çêkirin îdeal e. Pîlên katodê LFP ji bataryayên lîtiumê yên din erzantir in ji ber ku ew metalên hêja yên wekî kobalt an nîkel bikar naynin. Pîlên LFP jî domdartir û ewletir in. Ew bi berfirehî di amûrên hêzê, otobusên elektrîkê û torên elektrîkê de têne bikar anîn. Tesla Model 3 jî bataryayên LFP bikar tîne.

Zheng Chen, profesorê nanoendezyariyê li Zanîngeha California, San Diego, got: “Li gorî van feydeyan, bataryayên LFP-ê dê li ser pîlêyên din ên lîtiumê li sûkê xwedan avantajek reqabetê bin.”

Pirsgirêk heye? “Ji nû ve vezîvirandina van bataryayên ne biha ye.” “Ew bi heman dubendiya plastîk re rû bi rû dimîne – materyal bixwe erzan e, lê awayê vezîvirandina wê ne erzan e,” Chen got.

Teknolojiyên nû yên vezîvirandinê yên ku ji hêla Chen û ekîba wî ve hatine pêşve xistin dikare van lêçûn kêm bike. Teknolojî di germahiyên nizm (60 heta 80 pileya Celsius) û zexta hawîrdorê de dixebite, ji ber vê yekê ew ji rêbazên din kêmtir elektrîkê dixwe. Zêdeyî, kîmyewiyên ku ew bikar tîne, mîna lîtium, nîtrojen, av, û asîda citrîk, erzan û nerm in.

Pan Xu, nivîskarê sereke yê lêkolînê û lêkolînerê postdoktorayê di laboratûara Chen de, got: “Tevahiya pêvajoya vezîvirandinê di bin şert û mercên pir ewledar de pêk tê, ji ber vê yekê em ne hewceyî tedbîrên ewlehiyê yên taybetî an alavên taybetî ne.” Ji ber vê yekê lêçûnên meya vezîvirandina bataryayê kêm in. ”

Pêşîn, lêkolîner bataryayên LFP-ê ji nû ve vezîvirandin heya ku nîvê kapasîteya xweya hilanînê winda kirin. Dûv re wan pîlê ji hev veqetandin, toza wê ya katodê berhev kirin, û ew di nav çareseriyek xwêyên lîtium û asîda citrîkê de şil kirin. Paşê, wan çareserî bi avê şuştin û berî ku toz germ bikin hişt ku toz hişk bibe.

Lekolînwanan toz bikar anîn da ku katodên nû çêbikin, ku di hucreyên Button û hucreyên pouch de hatine ceribandin. Performansa wê ya elektrokîmyayî, pêkhatina kîmyewî û strukturên wê bi tevahî li rewşa bingehîn têne vegerandin.

Gava ku pîlê ji nû ve veguheztin berdewam dike, katod di bin du guhertinên avahîsaziyê yên girîng de derbas dibe ku performansa wê kêm dike. Ya yekem windakirina îyonên lîtiumê ye, ku di avahiya katodê de valahiyan çêdike. Ya duyemîn, dema ku îyonên hesin û lîtiumê yên di avahiya krîstal de cîh diguherin, guherînek din a avahî çê bû. Dema ku ew diqewime, îyon nikanin bi hêsanî paşde bizivirin, ji ber vê yekê îyonên lîtiumê asê dibin û nikanin di nav pîlê de bizivirin.

Rêbaza dermankirinê ya ku di vê lêkolînê de hatî pêşniyar kirin pêşî îyonên lîtiumê dadigire, ji ber vê yekê îyonên hesin û îyonên lîtiumê dikarin bi hêsanî vegerin ser pozîsyonên xwe yên orîjînal, bi vî rengî strukturê katodê sererast bikin. Pêngava duyemîn karanîna asîda sîtrîk e, ku wekî kargêrek kêmker tevdigere da ku elektronan bide maddeyek din. Ew elektronan vediguhezîne îyonên hesin, barê wan ê erênî kêm dike. Ev vegerandina elektronê kêm dike û nahêle ku îyonên hesin di avahiya krîstalê de vegerin cîhên xwe yên orîjînal, di heman demê de îyonên lîtiumê vegere nav çerxê.

Digel ku xerckirina enerjiyê ya giştî ya pêvajoya vezîvirandinê kêm e, lêkolîner dibêjin ku lêkolînek din li ser lojîstîka berhevkirin, veguheztin û avêtina mîqdarên mezin ên bataryayê hewce dike.

“Pirsgirêka din ev e ku meriv çawa van pêvajoyên lojîstîkî xweşbîn bike.” “Ev ê teknolojiya meya vezîvirandinê gavekê nêzî sepana pîşesaziyê bike,” Chen got.