Beag beann ar fheidhmíocht, costas nó cúinsí sábháilteachta, is iad cadhnraí in-athluchtaithe uile-stáit soladach an rogha is fearr chun fuinneamh iontaise a athsholáthar agus ar deireadh thiar an bóthar chuig feithiclí nua fuinnimh a bhaint amach.
Mar aireagóir na n-ábhar catóide mar LiCoO2, LiMn2O4 agus LiFePO4, tá Goodenough ar eolas go maith i réimse nacadhnraí litiam-ianagus is fíor "athair cadhnraí litiam-ian".
In alt le déanaí i NatureElectronics, déanann John B. Goodenough, atá 96 bliain d'aois, athbhreithniú ar stair aireagán na ceallraí litiam-ian rechargeable agus léiríonn sé an bealach chun cinn.
Sna 1970idí, tháinig géarchéim ola chun cinn sna Stáit Aontaithe.Agus a ró-spleáchas ar allmhairí ola á réadú, chuir an rialtas tús le hiarracht mhór chun fuinneamh na gréine agus na gaoithe a fhorbairt.Mar gheall ar nádúr uaineach fuinneamh na gréine agus gaoithe,cadhnraí rechargeablear deireadh thiar chun na foinsí fuinnimh in-athnuaite agus glan seo a stóráil.
Is í an eochair do mhuirearú agus do urscaoileadh inchúlaithe ná inchúlaitheacht an imoibrithe ceimiceach!
Ag an am sin, d'úsáid an chuid is mó de na cadhnraí neamh-in-athluchtaithe leictreoidí diúltacha litiam agus leictrilítí orgánacha.D'fhonn cadhnraí in-athluchtaithe a bhaint amach, thosaigh gach duine ag obair ar iain litiam a leabú inchúlaithe i gcatóidí cisealacha sulfíde miotail aistrithe.Fuair Stanley Whittingham ó ExxonMobil amach go bhféadfaí luchtú agus urscaoileadh inchúlaithe a bhaint amach trí cheimic idir-chalaithe ag baint úsáide as TiS2 cisealta mar ábhar catóide, agus ba é LiTiS2 an táirge scaoilte.
Bhain an chill seo, a d'fhorbair Whittingham i 1976, éifeachtúlacht tosaigh mhaith amach.Mar sin féin, tar éis roinnt athrá ar mhuirearú agus urscaoileadh, foirmíodh dendrites litiam taobh istigh den chill, a d'fhás ón diúltach go dtí an leictreoid dhearfach, rud a chruthaigh ciorcad gearr a d'fhéadfadh an leictrilít a adhaint.An iarracht seo, arís, dar críoch le teip!
Idir an dá linn, bhí Goodenough, a bhog go Oxford, ag fiosrú cé mhéad litiam a d'fhéadfaí a dhí-leabú ar a mhéad ó na hábhair catóide cisealta LiCoO2 agus LiNiO2 sula n-athródh an struchtúr.Sa deireadh, bhain siad amach dí-leabú inchúlaithe de níos mó ná leath de na litiam ón ábhar catóide.
Sa deireadh threoraigh an taighde seo Akira Yoshino ó AsahiKasei chun an chéad cheann a ullmhúceallraí litiam-ian rechargeable: LiCoO2 mar an leictreoid dhearfach agus carbón graifít mar an leictreoid diúltach.Úsáideadh an ceallraí seo go rathúil i bhfóin phóca is luaithe Sony.
D'fhonn costas a laghdú agus sábháilteacht a fheabhsú.Is cosúil go bhfuil an ceallraí rechargeable uile-soladach le soladach mar leictrilít mar threoir thábhachtach d'fhorbairt sa todhchaí.
Chomh luath leis na 1960idí, d'oibrigh poitigéirí Eorpacha ar iain litiam a leabú inchúlaithe in ábhair shuilfíd mhiotail trasdula cisealta.Ag an am sin, ba iad na leictrilítí caighdeánacha le haghaidh cadhnraí in-athluchtaithe den chuid is mó leictrilítí uiscí aigéadacha agus alcaileacha láidir, mar shampla H2SO4 nó KOH.Toisc go bhfuil idirleathadh maith ag H+ sna leictrilítí uiscí seo.
Ag an am sin, rinneadh na cadhnraí rechargeable is cobhsaí le NiOOH layered mar ábhar catóide agus leictrilít uiscí alcaileach láidir mar an leictrilít.d'fhéadfaí h+ a neadú go hinchúlaithe sa chatóid sraitheach NiOOH chun Ni(OH)2 a fhoirmiú.ba í an fhadhb a bhí ann ná go raibh voltas na ceallraí teoranta ag an leictrilít uiscí, rud a d'eascair dlús íseal fuinnimh.
I 1967, fuair Joseph Kummer agus NeillWeber ó Ford Motor Company amach go bhfuil dea-airíonna idirleata ag Na+ i leictrilítí ceirmeacha os cionn 300°C.Ansin chum siad ceallraí in-athluchtaithe Na-S: sóidiam leáite mar an leictreoid dhiúltach agus sulfar leáite ina bhfuil bandaí carbóin mar an leictreoid dhearfach.Mar thoradh air sin, chum siad ceallraí rechargeable Na-S: sóidiam leáite mar an leictreoid diúltach, sulfair leáite ina bhfuil banna carbóin mar an leictreoid dhearfach, agus ceirmeach soladach mar an leictrilít.Mar sin féin, chuir an teocht oibriúcháin de 300 ° C i mbaol nach bhféadfaí an ceallraí seo a thráchtálú.
I 1986, thuig Goodenough ceallraí litiam in-athluchtaithe uile-stáit soladach gan giniúint dendrite ag baint úsáide as NASICON.Faoi láthair, tá tráchtálú déanta ar chadhnraí litiam agus sóidiam in-athluchtaithe uile-stáit soladach atá bunaithe ar leictrilítí soladach-stáit mar NASICON.
In 2015, léirigh MariaHelena Braga ó Ollscoil Porto freisin leictrilít soladach ocsaíd phóiriúil inslithe le seoltacht ian litiam agus sóidiam atá inchomparáide leis na leictrilítí orgánacha a úsáidtear faoi láthair i gcadhnraí litiam-ian.
I mbeagán focal, beag beann ar fheidhmíocht, costas nó cúinsí sábháilteachta, is iad cadhnraí in-athluchtaithe uile-staid soladach an rogha is fearr chun fuinneamh iontaise a athsholáthar agus ar deireadh thiar an bóthar chuig feithiclí nua fuinnimh a bhaint amach!
Am postála: Lúnasa-25-2022