Ներածություն։
Վա՜յ, այս գյուտը կարող է ամբողջությամբ շրջել խաղի կանոնները համաշխարհային նոր էներգետիկ արդյունաբերության մեջ։ 2025 թվականի փետրվարի 12-ին Nature միջազգային առաջատար ամսագիրը հրապարակեց հեղափոխական առաջընթաց։ Չինաստանի Ֆուդան համալսարանի Պեն Հուիշենգի/Գաո Յուեի թիմը հորինել է նոր...լիթիումային մարտկոցի «երիտասարդացման» տեխնոլոգիա, ավելի քան 30 տարով խախտելով լիթիումային մարտկոցների ավանդական նախագծման սկզբունքները, ինչը կարող է երկարացնել մարտկոցի կյանքը ավելի քան 10 անգամ։ Սովորական լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային մարտկոցը դեռևս պահպանում է իր հզորության 96%-ը 11,818 լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերից հետո։ Գիտեք, շուկայում ներկայումս առկա լիթիումային մարտկոցները օգտագործվում են 1000-2000 անգամ։
Ի՞նչ է սա նշանակում։ Tesla-ն նախկինում ստիպված էր մարտկոցը փոխարինել յուրաքանչյուր 6-8 տարին մեկ, բայց հիմա այն կարող է շահագործվել 60 տարի՝ առանց այն փոխարինելու անհրաժեշտության։ Ձեր iPhone-ը կարող է լիցքավորվել և լիցքաթափվել 10,000 անգամ՝ առանց մարտկոցը կորցնելու։
Մարտկոցների վերանորոգման տեխնոլոգիայի ոգեշնչումը գալիս է մարդկային թերապիայից
Ինչպե՞ս ծնվեց այս հրաշալի հայտնագործությունը։
«Ինչպես մարդկային հիվանդությունների բուժման դեպքում, մենք կենտրոնանում ենք մարտկոցների հիմնական խնդիրների վերականգնման վրա՝ միաժամանակ պաշտպանելով դրանց առողջ մասերը», - բացատրեց Ֆուդանի համալսարանի հետազոտող Գաո Յուեն։
Սկզբնապես լիթիումային մարտկոցների «ծերացման» հիմնական պատճառը լիթիումի իոնների կորուստն էր: Ինչպես մարդու օրգանիզմում որոշակի սննդանյութի պակասը կարող է հանգեցնել հիվանդության, այնպես էլ մարտկոցները կարող են անկում ապրել թերսնման պատճառով: Թիմի հեղափոխական գաղափարն այն է, որ կարո՞ղ ենք մարտկոցում կորցրած լիթիումի իոնները լրացնել այնպես, ինչպես հիվանդին ներարկում անելիս:
Արհեստական բանականությունը օգնում է բացահայտել մարտկոցի հավասարակշռման հիմնական տեխնոլոգիաները
Սակայն համապատասխան «ներարկումը» գտնելը հեշտ գործ չէ։ Այս կրող մոլեկուլը պետք է միաժամանակ համապատասխանի գրեթե խիստ ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների պահանջներին.
- Ունենալով համապատասխան էլեկտրաքիմիական ակտիվություն և քայքայման լարման միջակայք։
- Հարմար լուծելիություն էլեկտրոլիտում։
- Ունի գերազանց օդային և քիմիական կայունություն։
- Համապատասխան թթվայնություն, ալկալիություն և ռեակցիայի կինետիկա։
- Քայքայման արգասիքները պետք է լինեն անվտանգ և անվնաս։
- Ամենակարևորը, այն պետք է լինի էժան և հեշտ՝ արտադրությունը մասշտաբավորելու համար։
Արհեստական բանականությունը հայտնաբերում է կարևոր նյութեր
Հետևելու որևէ նախադեպ չունենալով՝ հետազոտական խումբը դիմեց արհեստական բանականությանը: Նրանք թվայնացրին մոլեկուլային հատկությունները և օգտագործեցին մեքենայական ուսուցում՝ օրգանական քիմիայի, էլեկտրաքիմիայի և նյութատեխնիկայի հսկայական քանակությամբ տվյալներից պատասխաններ գտնելու համար:
Ծանր աշխատանքը արդյունք տվեց։ 4 տարվա ծանր աշխատանքից հետո նրանք վերջապես գտան իդեալական լուծումը՝ CF3SO2Li (լիթիումի տրիֆտորմեթանսուլֆոնատ)։ Այս մոլեկուլը նման է մանրանկարչական փոխադրիչի, որը մի ծայրում կրում է լիթիումի էլեկտրոններ և անվտանգ կերպով լիցքաթափում դրանք որպես գազ մյուս ծայրում՝ փոխադրումն ավարտվելուց հետո։
Փորձարարական արդյունքները ցնցող են!
Փորձի ընթացքում այս «ճշգրիտ մշակումը» ստացած մարտկոցը դեռևս ուներ գործարանային մակարդակին մոտ կատարողականություն՝ նույնիսկ 12000-ից 60000 լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերից հետո։ Սա ոչ միայն երկարացնում է մարտկոցի կյանքը, այլև ապահովում է իրագործելի տեխնիկական լուծում՝ մարտկոցների մեծածավալ թափոնների աղտոտման խնդիրը լուծելու համար։
Ավելի հետաքրքիր է այն, որ այս տեխնոլոգիան բացում է բոլորովին նոր հնարավորություններ.
Ներդրվել է լիթիումից զերծ կաթոդային մարտկոցային համակարգ՝ 3.0 Վ լարմամբ և մինչև 1192 Վտժ/կգ էներգիայի խտությամբ։
Մշակվել է օրգանական ծծմբավորված պոլիակրիլոնիտրիլային կաթոդային պարկիկավոր մարտկոց՝ 388 Վտժ/կգ էներգիայի խտությամբ։
Հեղափոխական ազդեցություն
Այս առաջընթացը լիովին կփոխի խաղի կանոնները նոր էներգետիկ արդյունաբերության մեջ.
Այն զգալիորեն կնվազեցնի էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների օգտագործման արժեքը, զգալիորեն կնվազեցնի մարտկոցների ջարդոնի հետևանքով առաջացած շրջակա միջավայրի աղտոտումը և կբացի նոր գաղափարներ նոր մարտկոցների նախագծման համար։ Ամենահետաքրքիրն այն է, որ այս տեխնոլոգիայի արժեքը շատ զգալի է. կանխատեսվում է, որ այն կկազմի մարտկոցների ընդհանուր արժեքի 10%-ից պակաս, ինչը նշանակում է, որ այն ունի լայնածավալ առևտրային օգտագործման ներուժ։
Ինչպես ասել է հետազոտող Գաո Յուեն. «Անկախ նրանից, թե դա մարտկոցի կյանքի տևողությունը երկարացնելու, թե լայնածավալ լքման և շրջակա միջավայրի աղտոտման կանխարգելման համար է, այս «ճշգրիտ մշակումը» ապահովում է իրագործելի տեխնիկական լուծում: Այս հետազոտությունը ոչ միայն ցույց է տալիս Չինաստանի նորարարական ուժը նոր էներգիայի ոլորտում, այլև ազդարարում է նոր դարաշրջանի գալուստը: Մոտ ապագայում «մարտկոցի անհանգստությունը» կարող է պատմություն դառնալ: Եկեք սպասենք այս հեղափոխական տեխնոլոգիայի հնարավորինս շուտ առևտրայնացմանը»:
Գնանշման հարցում՝
Ժակլին.jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
Սուկրե։sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
Նենսի.nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
Հրապարակման ժամանակը. Փետրվարի 28-2025