Mabhenefiti emabhatiri akavakirwa paNanotechnology
Tekinoroji yesimba yafambira mberi nekukurumidza mumakumi emakore achangopfuura, zvichikonzerwa nekuwedzera kwekudiwa kwemidziyo inotakurika, mota dzemagetsi, uye masisitimu ekuchengetera simba rinodzokororwa. Pakati pekudiwa kwemabhatiri anogara kwenguva refu, anochaja nekukurumidza, akachengeteka, uye ane hushamwari kune zvakatipoteredza, imwe nzira yakakwezva kutariswa kukuru: mabhatiri akavakirwa pa nanotechnology. Zvichitaurwa zviri nyore, nanotechnology iinjiniya yezvinhu pachiyero che nanometer (chikamu chimwe chete pabhiriyoni yemita), uko hunhu hwemagetsi, hwemakemikari, uye hwemakanika hwechinhu hunogona kuchinja zvakanyanya zvichienzaniswa nechimiro chayo "chikuru". Kushandiswa kwe nanotechnology kumabhatiri kunovhura mikana yekuvandudza mashandiro ayo akaoma kuwana nezvinhu zvemazuva ano.
Zvinotevera ndizvo zvakanakira zvikuru zvemabhatiri akavakirwa pa nanotechnology, pamwe nezvikonzero zvesainzi uye kukanganisa kwawo muhupenyu hwezuva nezuva.
1. Kugona Kwakakwirira uye Kuwanda Kwesimba
Chimwe chezvakanakira zvikuru zve nanotechnology kugona kwayo kuwedzera nzvimbo inoshanda yezvinhu zve electrode. Mumabhatiri, kuchengetedza simba uye kuburitsa simba kunoitika pamusoro uye pakati pezvinhu. Kana zvinhu zve electrode zvagadzirwa kuita nanostructure—semuenzaniso, nanoparticle, nanowire, kana nanosheet—nzvimbo iripo inowedzerwa zvakanyanya.
Nekuda kweizvozvo, mabhatiri anogona kuchengetedza chaji yakawanda muhukuru hwakaenzana. Izvi zvinoreva kuti simba rakawanda, zvichibvumira michina yakaita semafoni, malaptop, madrone, uye mota dzemagetsi kuti dzishande kwenguva yakareba pasina kuwedzera bhatiri zvakanyanya. Kana tichitarisa mota dzemagetsi, simba rakawanda rinogona kukonzera kureba kana huremu hwebhatiri.
2. Kuchaja nekukurumidza
Nguva yekuchaja mabhatiri ichiri chimwe chezvichemo zvikuru pakati pevashandisi vemidziyo inotakurika nemotokari dzemagetsi. Nanotechnology inobatsira kugadzirisa dambudziko iri kuburikidza nenzira mbiri huru: kupfupisa nzira dzekupararira kwemaion uye kuwedzera kufambisa kwezvinhu.
Pachikero chenanoscale, maion (semuenzaniso, maion e lithium) ane daro diki rekufamba kuti apinde nekubuda muma electrode structures. Uyezve, zvinhu zvakagadzirwa ne nano zvinogona kugadzirwa kuti zvive ne porosity inoshanda zvakanaka uye nzira dzekutakura maion. Mugumisiro wacho ibheteri rinogona kubata ma currents ekuchaja akakwira pasina kupisa zvakanyanya kana kuderedza mashandiro, nokudaro richipfupisa nguva yekuchaja.
Dai tekinoroji iyi yaishandiswa zvakanyanya, fungidzira bhatiri remotokari yemagetsi rinochajwazve raizofanana ne "nzvimbo yepeturu": nekukurumidza, zviri nyore, uye nenguva shoma yekumirira.
3. Hupenyu Hwenguva Refu
Bhatiri hariyerwi nekugona kwaro kwekutanga chete, asiwo kuti rinogona kuramba richishanda kwenguva yakareba sei mushure memazana kana zviuru zvemachaji. Mabhatiri mazhinji echinyakare anosangana nekuderera kwekushanda nekuti zvinhu zve electrode zvinokura uye zvinogumira apo maion anopinda nekubuda (intercalation), zvichikonzera kutsemuka kwe microcracks, kuora kwechimiro, kana kurasikirwa nekubata kwemagetsi.
Zvimiro zveNano zvinogona kubatsira kuderedza migumisiro iyi. Semuenzaniso, maelectrode eNanowire kana kuti nanoporous anogona kutsungirira shanduko dzevhoriyamu, zvichideredza kukuvara kwemuchina. Uyezve, nano-coatings inogona kudzivirira mhedzisiro inokuvadza zvinhu zve electrode. Musanganiswa uyu une mukana wekugadzira mabhatiri ane hupenyu hwakareba, zvinoreva kuti mari shoma yekuva muridzi uye kurasikirwa nemabhatiri kwakaderera.
4. Kuchengetedza kurinani
Kuchengetedzeka kwakakosha, kunyanya mushure mezviitiko zvakawanda zvekupisa, kukura, uye kutobatira moto. Mumabhatiri e-lithium-ion, imwe njodzi ndeyekuumbwa kwe-dendrites (zvimiro zvakaita setsono) paanode, iyo inogona kupinda museparator uye kukonzera internal short circuit.
Nanotechnology inogona kubatsira kugadzira zvinhu zvinodzvinyirira kuumbwa kwedendrite kana kuita kuti zvivakwa zve electrode zvigadzikane. Uyezve, kugadzirwa kwema electrolytes akavakirwa pa nanocomposite kana ma nanomaterial-reinforced separator kunogona kuvandudza kusimba kwekupisa uye kuderedza mukana wekubuda kwemvura uye kusadzoreka kwemaitiro.
Kunyange zvazvo izvi zvisingarevi kuti mabhatiri ese emagetsi akachengeteka otomatiki, tsvakiridzo inoratidza kuti nanotechnology inopa maturusi matsva ekudzora zvinhu zvinokonzera kutadza kushanda kwemabhatiri.
5. Kushanda Kwakasimba Kwakawanda Mumamiriro Akanyanya
Mabhatiri anowanzo sangana nekushanda kwakaderera kana kuchitonhora kana kupisa zvakanyanya. Kana kuchipisa zvakaderera, kufamba kwemaion kunononoka; kana kuchipisa zvakanyanya, maitiro ekunze anowedzera uye anokurumidzisa kuora. Zvinhu zveNanomaterials zvinogona kugadzirwa kuti zviwedzere kufambisa uye kuita kuti maion atakurwe, zvichibvumira mabhatiri kuchengetedza kushanda kwawo pakupisa kwakakura.
Izvi zvakakosha pakushandisa panze, maindasitiri, mota dzinoshanda munzvimbo dzakasiyana-siyana, uye zvishandiso zvenzvimbo dziri kure dzisina mamiriro ekunze akanaka.
6. Mikana yekushandisa Zvimwe Zvishandiso Zvinogara Zvichienderera Mberi
Nanotechnology haisi yekungoita kuti mabhatiri ave "ane simba," asi inovhurawo mikana yekutsiva zvimwe zvinhu zvinodhura kana zvine matambudziko muketani yekugovera. Semuenzaniso, tsvakiridzo ye nanotechnology inobvumira hunyanzvi hwezvinhu zve electrode kubva kune zvakawanda kana zviri nyore kugadzirisa, ukuwo ichichengetedza mashandiro.
Uyezve, kushandiswa kwezvimwe zvinhu zvenanomaterials kunogona kuwedzera kushanda zvakanaka kwekushandiswa kwezvinhu zvinoshanda, nokudaro zvichideredza kudiwa kwezvinhu zvisina kugadzirwa pabhatiri rega rega. Padanho remaindasitiri, izvi zvinogona kuderedza kumanikidzwa kwekutora zviwanikwa uye kubatsira mukuchengetedza nguva.
7. Saizi Yakatetepa uye Dhizaini Inochinjika
Nekuti hunhu hwezvinhu zviri pa nanoscale hunogona kudzorwa, vagadziri vane mukana wekugadzira mabhatiri ane maumbirwo akasiyana-siyana uye maumbirwo. Nanotechnology inotsigira kugadzirwa kwemaelectrode matete, mabhatiri anochinjika, uye kunyange mabhatiri anogona kubatanidzwa muzvimiro zvemidziyo (semuenzaniso, muzvishandiso zvinopfekwa kana masensa eInternet of Things).
Dhizaini iyi inochinjika ichave chinhu chakanaka kwazvo kune zvishandiso zvemangwana zvinoda magetsi akareruka, matete, uye anoenderana nechimiro.
8. Kushanda Nesimba Nesimba Uye Kuderedza Kusasimba Kwemukati
Mumabhatiri, kudzivirira kwemukati kunobatsira mukurasikirwa kwekupisa nesimba panguva yekuchaja nekuburitsa magetsi. Nanotechnology inobatsira kuderedza kudzivirira kwemukati nekuvandudza kubatana kwepakati pema "interparticle", kusimbisa nzira dzinofambisa magetsi, uye kugadzirisa ma "electrode-electrolyte interfaces". Kudzivirira kwakaderera zvinoreva kuti mabhatiri anoshanda zviri nani uye anokwanisa kupa simba rakawanda pasina kudonha kwakanyanya kwemagetsi.
Izvi zvakakosha kune mashandisirwo anoda simba rakawanda munguva pfupi, akadai sekufambisa mota dzemagetsi, mimwe michina yekurapa, kana michina yemumaindasitiri.
9. Kutsigira Kuvandudzwa kweSimba Rinodzokororwa
Chimwe chezvinetso zvesimba rinogona kushandiswazve sezuva nemhepo ndechekuti rinoshanduka-shanduka. Kuchengetedza simba kwakakosha pakuona kuti magetsi anoramba aripo kana zuva ranyura kana mhepo ichiri kuvhuvhuta. Mabhatiri akavakirwa pa nanotechnology ane mukana wekupa nzvimbo yekuchengetedza inoshanda uye inogara kwenguva refu uye anopindura nekukurumidza kuchinjika kwemutoro, zvichiita kuti simba rinogona kushandiswazve risanganiswe zviri nani mugrid yemagetsi.
Nemamwe mashoko, mabhenefiti emabhatiri emhando yepamusoro haangonzwikwi chete nevanoshandisa nharembozha kana mota dzemagetsi, asiwo ane simba pahurongwa hwesimba renyika.
Matambudziko Achiripo
Pasinei nevimbiso yavo, mabhatiri akavakirwa pa nanotechnology achiri kutarisana nematambudziko: mutengo unogara uchishandiswa pakugadzira nanomaterial, matambudziko chaiwo ekuchengetedza mamwe marudzi e nanomaterial, uye kudiwa kwekuenzanisa indasitiri. Uyezve, kushandura mhedzisiro yekutsvagisa murabhoritari kuita kugadzirwa kwakawanda kunowanzoda nguva, mari, uye kuyedzwa kwakawanda.
Zvisinei, tsvakiridzo nemafambiro ekudyara mari zvinoratidza kuti nanotechnology icharamba ichiita basa rakakosha mukushanduka kwemabhatiri echizvarwa chinotevera.
Penutup
Mabhatiri akavakirwa paNanotechnology ane mabhenefiti akawanda: kugona kwepamusoro, kuchaja nekukurumidza, kurarama kwenguva refu, kuchengetedzeka kwakawedzerwa, kushanda kwakasimba, uye magadzirirwo anochinjika. Kushandiswa kweNanotechnology kunobvumira masayendisiti nemainjiniya kudzora maumbirwo ezvinhu padanho rekutanga, nokudaro vachisundira miganhu yemabhatiri echinyakare kure. Kunyange hazvo matambudziko achiripo mukugadzirwa uye kutengeserana, nzira iyi yekuvandudza ine vimbiso huru yekugadzirisa zvinodiwa zvesimba remazuva ano - kubva pamidziyo yemazuva ese kusvika pakuchinja kukuru kuenda kukutakurwa kwemagetsi nesimba rinodzokororwa.
Kana zvinhu zvitsva izvi zvikaramba zvichikura, tinogona kunge tiri kupinda munguva itsva apo mabhatiri haasisiri "muganhu" wetekinoroji, asi kuti ave chinhu chikuru chinoita kuti matekinoroji emangwana ave anoshanda zvechokwadi, akachengeteka, uye agare kwenguva refu.
