Kev Siv Roj Teeb Yav Tom Ntej: Yuav Tsum Xav Li Cas?
Cov roj teeb tau dhau los ua "lub cav tsis pom" uas muaj zog rau lub neej niaj hnub no. Txij li cov xov tooj ntawm tes uas peb tuav hauv peb txhais tes, mus rau cov laptops uas peb siv rau kev ua haujlwm, mus rau cov tsheb fais fab uas niaj hnub siv ntau zuj zus ntawm peb txoj kev, txhua yam vam khom lub peev xwm ntawm cov roj teeb los khaws cia thiab xa hluav taws xob kom muaj kev nyab xeeb. Txawm li cas los xij, cov kev xav tau hluav taws xob niaj hnub no tab tom loj hlob sai dua li cov peev xwm ntawm cov roj teeb ib txwm muaj. Yog li ntawd, kev tshawb fawb txog roj teeb tau nrawm dua li kaum xyoo dhau los - tsis yog tsuas yog ua kom cov roj teeb loj dua xwb, tab sis kuj ua kom lawv them sai dua, siv tau ntev dua, muaj kev nyab xeeb dua, thiab zoo rau ib puag ncig. Yog li, yav tom ntej ntawm cov thev naus laus zis roj teeb yuav zoo li cas, thiab muaj dab tsi tiag tiag uas yuav xav tau?
Vim li cas peb thiaj xav tau ib tiam tshiab ntawm cov roj teeb?
Feem ntau cov khoom siv niaj hnub no siv cov roj teeb lithium-ion (Li-ion). Cov thev naus laus zis no tau ua tiav vim nws lub zog ceev ceev, lub peev xwm rov them dua ntau pua lossis ntau txhiab zaus, thiab nws cov nqi tsim khoom txo qis. Txawm li cas los xij, Li-ion muaj cov kev txwv: nws cov khoom siv raw (xws li nickel, cobalt, thiab graphite) muaj cov saw hlau sib txuas; kev them ceev ceev tuaj yeem ua rau kev puas tsuaj sai dua; qhov kev pheej hmoo ntawm "thermal runaway" tseem nyob txawm tias muaj cov txheej txheem tswj hwm zoo dua; thiab nws lub zog tshwj xeeb tab tom mus txog qhov kev txwv theoretical rau qee qhov kev tsim qauv.
Ntawm qhov tod tes, kev siv hluav taws xob ntawm kev thauj mus los thiab qhov xav tau kev khaws cia hluav taws xob rau lub grid xav tau cov roj teeb uas pheej yig dua ib kilowatt-teev, muaj kev nyab xeeb rau kev xa mus rau ntau qhov chaw, muaj peev xwm ua haujlwm ntawm ntau qhov kub thiab txias, thiab tsis vam khom cov khoom siv tsawg lossis teeb meem rau ib puag ncig. Qhov no yog qhov tsav tsheb ntawm ntau txoj hauv kev roj teeb tiam tshiab.
1) Lub roj teeb khov kho: cov lus cog tseg ntawm kev nyab xeeb thiab lub zog ceev
Ib qho ntawm cov roj teeb uas neeg tham txog ntau tshaj plaws yog lub roj teeb khov kho, uas hloov cov kua electrolyte (zoo li Li-ion) nrog cov electrolyte khov kho. Hauv kev xav, cov electrolyte khov kho tuaj yeem txo qhov kev pheej hmoo ntawm hluav taws, tso cai rau kev siv cov lithium hlau anodes (uas tuaj yeem ua rau lub zog ceev dua), thiab ntev dua qhov kub ua haujlwm.
Txawm li cas los xij, cov teeb meem tseem ceeb heev. Kev tsim kom muaj qhov sib txuas ruaj khov ntawm cov electrodes thiab electrolyte yog qhov nyuaj: kev tiv thaiv kev sib cuag tuaj yeem ua rau kev ua haujlwm poob qis, thiab kev tsim cov dendrites (cov qauv zoo li koob uas tuaj yeem nkag mus rau hauv electrolyte) tseem yog qhov teeb meem hauv qee qhov kev tsim qauv. Ntxiv mus, kev tsim khoom loj hauv lub xeev khov kho xav tau cov txheej txheem tshiab, cov khoom siv tshiab, thiab kev tswj hwm zoo dua. Hauv ob peb xyoos tom ntej no, peb yuav pom cov khoom siv khov kho thawj zaug tshwm sim hauv cov ntawv thov zoo lossis tsawg, ua ntej tiag tiag los ua lub hauv paus.
Yuav tsum xav li cas: cov roj teeb muaj kev nyab xeeb dua thiab tej zaum yuav sib dua rau cov tsheb fais fab, tab sis kev siv dav dav yuav maj mam - pib nrog kev tsim khoom tsawg thiab nce ntxiv thaum kev tsim khoom loj hlob.
2) Lithium-sulfur: muaj zog heev nrog lub neej txwv
Cov roj teeb Lithium-sulfur (Li-S) zoo nkauj vim tias muaj sulfur ntau thiab pheej yig, thiab lawv muab lub zog ceev dua li Li-ion. Qhov no ua rau Li-S zoo nkauj rau cov ntawv thov uas rhiab heev xws li drones, kev tsav dav hlau, lossis cov khoom siv tshwj xeeb.
Qhov teeb meem tseem ceeb nrog Li-S yog kev puas tsuaj. Muaj ib qho xwm txheej hu ua "polysulfide shuttle," qhov twg cov tshuaj sib xyaw ua ke yaj thiab txav mus los, ua rau muaj peev xwm thiab kev ua haujlwm poob qis. Ntxiv mus, kev hloov pauv ntawm cov khoom siv thaum lub sijhawm them / tawm mus ua rau cov qauv electrode puas tsuaj sai.
Yuav tsum xav li cas: Li-S tej zaum yuav tshwm sim ua ntej hauv cov lag luam me me uas xav tau qhov hnyav tsawg, thaum cov tsheb fais fab loj tseem tos kom muaj kev ruaj khov ntawm lub voj voog.
3) Sodium-ion: tus nqi qis thiab kev ywj pheej ntawm cov khoom xa tuaj
Thaum lithium dhau los ua ib yam khoom tseem ceeb, kev saib xyuas tau hloov mus rau cov roj teeb sodium-ion (Na-ion). Sodium muaj ntau dua li lithium thiab faib dav dav, ua rau nws zoo rau kev txo nqi thiab txo kev pheej hmoo ntawm kev muab khoom. Na-ion kuj tseem muaj peev xwm tsim nyog rau kev khaws cia lub zog thiab cov tsheb fais fab nruab nrab.
Qhov tsis zoo: Na-ion feem ntau muaj zog tsawg dua li Li-ion. Qhov no txhais tau tias rau tib qhov ntau thiab tsawg, lub roj teeb tuaj yeem loj dua lossis hnyav dua. Txawm li cas los xij, rau qee qhov kev siv - xws li cov tsheb hauv nroog, maus taus hluav taws xob, lossis cov roj teeb grid - qhov kev pauv pauv no yog qhov txais tau vim tias tus nqi thiab kev nyab xeeb tseem ceeb dua.
Yuav tsum xav li cas: Na-ion loj hlob sai dua hauv cov ntu uas muaj kev cuam tshuam nrog tus nqi, thiab tuaj yeem ua kom tiav rau Li-ion, tsis yog hloov pauv tag nrho.
4) LFP thiab Li-ion kev hloov pauv: kev tsim kho tshiab tsis txhais tau tias "hom tshiab" tas li
Yav tom ntej ntawm cov roj teeb tsis tas txhais tau tias yuav hloov tag nrho cov tshuaj lom neeg. Txawm niaj hnub no, ntau qhov kev nce qib los ntawm kev txhim kho rau Li-ion. Ib qho piv txwv tseem ceeb yog lithium iron phosphate (LFP): muaj kev nyab xeeb dua, tiv taus kev voj voog ntau dua, thiab feem ntau pheej yig dua vim nws tsis siv nickel thiab cobalt. Qhov tsis zoo yog qhov ceev zog qis dua piv rau NMC / NCA (nickel-based chemistries). Txawm li cas los xij, kev ua kom zoo dua hauv kev tsim pob, tsheb aerodynamics, thiab kev ua haujlwm ntawm lub cev muaj zog pab kaw qhov sib txawv.
Dhau li ntawm LFP, muaj kev txhim kho xws li:
- Silicon anodes kom muaj peev xwm ntau dua (txawm hais tias cov teeb meem loj ntawm kev tsim khoom tseem loj heev).
- Cov tshuaj ntxiv electrolyte kom ua rau lub neej ua haujlwm ntev dua thiab them sai dua.
- Kev tsim qauv ntawm tes-rau-pob / tes-rau-lub cev kom txo cov khoom thiab ua kom qhov chaw siv tau zoo dua.
Yuav tsum xav li cas: kev txhim kho maj mam tab sis tseem ceeb hauv Li-ion yuav txuas ntxiv mus, thiab nws yuav tswj hwm kev ua lag luam rau kaum xyoo tom ntej txawm tias cov thev naus laus zis tshiab pib nkag mus rau hauv kev ua lag luam.
5) Kev them ceev ceev: nws tsis yog hais txog "cov chaw them loj" xwb
Muaj coob tus neeg xav txog yav tom ntej ntawm cov roj teeb uas siv sijhawm 5-10 feeb los them rau cov tsheb fais fab. Tej zaum yuav ua tau, tab sis nyuaj heev. Kev them sai sai nyob ntawm ntau yam: kev siv roj teeb, kev tswj qhov kub thiab txias, kev tsim electrode, thiab lub peev xwm ntawm lub grid. Kev them ntau dhau ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm lithium plating thiab txo lub neej roj teeb.
Cov kev daws teeb meem suav nrog cov roj teeb uas tiv taus cov hluav taws xob siab dua, cov tshuab cua txias zoo dua, cov txheej txheem them hluav taws xob ntse (cov qauv hloov pauv tam sim no-voltage), thiab cov khoom siv hluav taws xob uas muaj peev xwm tswj tau cov khoom siv siab tshaj plaws. Peb kuj tseem yuav pom kev sib koom ua ke ntawm kev kho lub roj teeb ua ntej: lub roj teeb raug cua sov lossis txias rau qhov kub zoo tshaj plaws ua ntej pib them sai.
Yuav tsum xav li cas: lub sijhawm them roj yuav zoo dua qub, tab sis cov lus hais tias "ceev npaum li lub tank roj" yuav zoo li yog ib qho tshwj xeeb ntawm cov xwm txheej thiab cov tsheb tshwj xeeb, es tsis yog tus qauv thoob ntiaj teb sai sai no.
6) Kev siv dua tshiab thiab "lub neej thib ob": roj teeb ua lub voj voog kev lag luam
Lub roj teeb ntawm yav tom ntej tsis yog hais txog kev ua tau zoo xwb, tab sis kuj yog hais txog kev ruaj khov. Muaj ob qho kev hloov pauv loj ntawm no:
1. Kev siv cov khoom siv rov ua dua tshiab: rov qab tau cov lithium, nickel, cobalt, tooj liab, txhuas, thiab graphite kom txo qhov xav tau cov chaw khawb av tshiab. Cov txheej txheem hydrometallurgy thiab kev siv rov ua dua tshiab ncaj qha tseem tab tom tsim kho kom zoo dua thiab pheej yig dua.
2. Siv tau ob lub sijhawm: Cov roj teeb tsheb fais fab uas muaj peev xwm tsawg zuj zus (piv txwv li, txog li 70–80%) tseem siv tau rau kev khaws cia hluav taws xob, xws li kev siv hluav taws xob hauv tsev, kev siv hauv kev lag luam, lossis kev sib npaug ntawm lub zog hnub ci. Qhov no ua rau lub roj teeb muaj nqis ntau dua ua ntej nws rov ua dua tshiab.
Yuav tsum xav li cas: cov cai yuav xav tau cov pa roj carbon dioxide thiab kev pom tseeb ntawm cov khoom siv, yog li kev siv dua tshiab yuav dhau los ua ib feem tseem ceeb ntawm kev lag luam, tsis yog ib qho kev xaiv xwb.
7) Cov roj teeb rau lub grid: cov kev xav tau sib txawv, cov yeej sib txawv
Rau lub zog fais fab, qhov tseem ceeb feem ntau tsis yog lub zog ceev ib kilogram, tab sis yog tus nqi ib kWh, lub neej voj voog, kev nyab xeeb, thiab yooj yim txij nkawm. Hauv ntu no, cov thev naus laus zis xws li sodium-ion, cov roj teeb ntws (piv txwv li, vanadium redox), lossis txawm tias cov roj teeb zinc- thiab hlau-raws li tuaj yeem nrhiav tau qhov chaw.
Piv txwv li, cov roj teeb uas khiav tau zoo heev thaum khaws cia ntev thiab siv tau ntev vim tias lub zog khaws cia rau hauv cov electrolytes hauv cov thoob sib cais. Txawm li cas los xij, lawv qhov loj me thiab tus nqi ua rau lawv tsim nyog dua rau kev teeb tsa ruaj khov.
Yuav tsum xav li cas: yuav muaj ntau yam sib txawv - ntau hom roj teeb sib koom ua ke raws li kev ua haujlwm, tsis yog ib qho yeej rau txhua tus.
Peb yuav cia siab li cas tiag tiag?
Hauv kev xaus lus, cov thev naus laus zis roj teeb yav tom ntej yuav txav mus rau peb txoj kev dav: muaj kev nyab xeeb dua, pheej yig dua, thiab ruaj khov dua, thaum ua raws li cov hom phiaj kev ua tau zoo xws li kev siv tau ntev thiab kev them ceev. Hauv lub sijhawm nruab nrab, Li-ion (suav nrog LFP thiab cov hom nickel siab) tseem yog tus thawj coj, vim nws lub ecosystem tsim khoom tau loj hlob lawm. Txawm li cas los xij, sodium-ion muaj peev xwm los ua kom tiav qhov ntu pheej yig, thaum lub xeev khov kho yog tus neeg sib tw rau cov tsheb zoo lossis cov kev xav tau tshwj xeeb thaum cov teeb meem tsim khoom tau kov yeej.
Rau cov neeg siv khoom, qhov kev hloov pauv uas pom tseeb tshaj plaws yuav tsis yog cov roj teeb uas siv, tab sis qhov kev paub dhau los: cov tsheb fais fab pheej yig dua, kev them hluav taws xob sai dua thiab sib xws dua, lub roj teeb siv tau ntev dua, thiab kev nyab xeeb dua. Rau kev lag luam thiab tsoomfwv, nws tsis yog tsuas yog kev tsim kho tshiab hauv chaw kuaj mob xwb, tab sis kuj yog lub peev xwm los tsim ntau yam khoom, xyuas kom muaj kev muab cov khoom siv zoo, thiab tsim cov txheej txheem rov ua dua tshiab uas pheej yig.
Thaum kawg, lub roj teeb ntawm yav tom ntej yuav tsis tshwm sim los ua ib qho kev dhia xwb, tab sis yog ib qho kev hloov pauv thiab kev tawg ua ntau yam. Thiab thaum qhov ntawd tshwm sim, nws qhov cuam tshuam yuav mus deb tshaj li cov khoom siv hluav taws xob thiab tsheb - roj teeb yuav yog lub hauv paus tseem ceeb rau kev hloov pauv lub zog thoob ntiaj teb mus rau lub kaw lus huv dua thiab muaj zog dua.
