Bohlokoa ba Tšepe Tlhahisong ea Matla a Nchafatsang
Phetoho ho ea ho eneji e nchafatsoang hangata e tšohloa mabapi le ho hlahisa theknoloji—liphanele tsa letsatsi tse sebetsang hantle haholoanyane, li-turbine tsa moea tse telele ka ho fetisisa, kapa libeteri tse teteaneng ka matla a mangata. Empa ho na le motheo oo hangata o hlokomolohuoang: metallurgy, saense le theknoloji ea ho ntša, ho hloekisa, ho kopanya, ho phekola mocheso, le boitšoaro ba litšepe le thepa e amanang le tsona. Ka mor'a megawatt e 'ngoe le e 'ngoe ea motlakase o motala o hlahisoang ke letoto la liqeto tsa metallurgical tse etsang qeto ea hore na karolo e tla ba e sa mafome, e be matla ho lekana ho mamella meroalo, e khone ho sebetsa mochesong o feteletseng, 'me e be e theko e tlaase bakeng sa tlhahiso ea bongata. Ka mantsoe a mang, katleho ea eneji e nchafatsoang ha se feela taba ea "mokhoa oa ho hapa eneji," empa hape le mabapi le "hore na ke thepa efe e tla tšoarella le ho sebetsa ka katleho" nakong e telele.
Tšepe e le mokokotlo oa meralo ea motheo ea matla a nchafatsoang
Matla a ntjhafatswang a hloka meralo ya motheo e meholo, e nkang nako e telele: mapolasi a moya a lebopong la lewatle, mehala ya phetiso ya motlakase o phahameng, ditsamaiso tsa polokelo ya matla, le dibaka tsa tlhahiso ya haeterojene. Tsena tsohle di itshetlehile ka ditshipi—tshepe, aluminium, koporo, nikeli, titanium, esita le dielemente tse sa tlwaelehang tsa lefatshe—tse lokelang ho fihlella ditekanyetso tse thata: matla a mechini, ho hanyetsa mokhathala, ho hanyetsa mafome, ho tsamaisa motlakase, le bonolo ba ho e etsa.
Bokgoni ba ho tjhesa tšepe bo bapala karolo ho tloha mehatong ya pele, e leng ho kgetha tsela ya tlhahiso: hore na karolo e entswe ka ho lahla, ho betla, ho tjheseletsa, bokgoni ba ho tjhesa phofo, kapa tlhahiso ya ho eketsa (kgatiso ya 3D). Tsela ka nngwe e ama sebopeho sa tshepe (boholo ba dithollo, mekhahlelo, pula), e leng se qetellang se etsa qeto ya tshebetso. Mohlala, ho ntlafatsa kganyetso ya mokhathala di-turbine shafts le dibolteng tse nang le kgatello e phahameng ha ho itshetlehe feela ka boholo ba moralo empa hape ho itshetlehile ka sebopeho sa tshepe le taolo ya diphoso tsa ka hare.
Karolo ea tšepe ho li-turbine tsa moea: ho tloha toreng ho ea ho jenereithara
Liturbine tsa moea ke mohlala o hlakileng oa kamoo tšepe e khethollang ts'epo. Litora le metheo li sebelisoa haholo bakeng sa tšepe hobane e matla ebile e theko e tlase. Empa tikoloho ea ts'ebetso ea liturbine - haholo-holo lebōpong la leoatle - e matla haholo: metsi a leoatle, lipotoloho tse omileng le tse metsi, le meroalo e matla. Mona ke moo tšepe e kenang teng, ho kenyeletsoa khetho ea motsoako oa tšepe, moralo oa alloy, mekhoa ea ho tjheseletsa, le maano a tšireletso ea mafome joalo ka lipente, galvanization, kapa litsamaiso tsa cathodic.
Likarolo tsa bohlokoa ka ho fetisisa ke li-gearbox, li-bearings le li-shaft, tse nang le meroalo e pheta-phetoang makhetlo a limilione nakong ea bophelo ba tsona ba ts'ebetso. Ho hloleha ha mokhathala ho ka etsahala haeba boleng ba tšepe bo sa tsitsane kapa kalafo ea mocheso e sa lokela. Metallurgy e kenyelletsa lintho tse kang carburizing, nitriding, kapa kalafo ea bokaholimo ho eketsa thatafalo le ho hanyetsa ho tsofala ntle le ho tela matla a mantlha a thepa. Ho feta moo, lijenereithara tsa sejoale-joale li hloka makenete a sa feleng meralong e meng, eo hangata e itšetlehileng ka likarolo tse sa tloaelehang tsa lefats'e (mohlala, neodymium). Liphephetso tsa metallurgical li hlaha ho hloekiseng, ho hlahiseng li-alloy tsa makenete, le ho nts'etsapele mekhoa e meng ea ho fokotsa ho itšetleha ka thepa ea bohlokoa.
Liphanele tsa letsatsi le tšepe: ha se taba ea silicon feela
Ha batho ba bua ka photovoltaics, hangata ba tsepamisa maikutlo ho silicon. Leha ho le jwalo, metallurgy e ntse e le ya bohlokwa dikarolong tse ding. Aluminium e sebediswa haholo bakeng sa diforeimi tsa mojule ka lebaka la boima ba yona bo bobebe le ho hanyetsa mafome. Koporo e bapala karolo ho tsamaiseng motlakase, ha silevera e ntse e sebediswa mahlaleng a mang a sele ya letsatsi e le thepa ya ho ikopanya (le hoja indasteri e ntse e sebetsa ho fokotsa tshebediso ya yona ka lebaka la ditjeo). Phetoho efe kapa efe ya ho etsa peista ya tshepe, mokgwa wa ho sintering, kapa ho kwahela bokahodimo ke taba ya metallurgical e amang kganyetso, bokgoni le nako ya bophelo ya mojule.
Ho phaella moo, ditsamaiso tse kgolo tsa letsatsi di hloka meaho e tshehetsang le di-tracker tse pepesehetseng maemo a lehodimo ka mashome a dilemo. Tshepe e thusa ho kgetha tshepe e nepahetseng ya sebopeho, tshireletso e nepahetseng ya mafome, le mekgwa ya tlhahiso e netefatsang ditjeo tse tlase ntle le ho beha polokeho kotsing.
Libetri le polokelo ea matla: tšepe e le setsi sa k'hemistri ea motlakase
Poloko ea matla ke senotlolo sa phetoho ea matla a nchafatsoang ka lebaka la tlhaho e sa khaotseng ea matla a letsatsi le a moea. Libetri tsa lithium-ion, metallurgy e kenyelletsa tšebeliso ea thepa ea cathode e thehiloeng ho nickel, cobalt, le manganese, pokello ea hona joale ea koporo le aluminium, le likheo le lihokelo. Ho laola bohloeki le sebopeho sa kristale sa thepa e sebetsang ho bohlokoa bakeng sa bokhoni, botsitso ba mocheso le bophelo ba potoloho.
Ho feta moo, metallurgy ke ea bohlokoa mathateng a botsitso ka ho sebelisa hape libeteri. Mekhoa ea pyrometallurgy (ho qhibilihisa) le hydrometallurgy (ho ntša lik'hemik'hale) e sebelisoa ho khutlisa litšepe tsa bohlokoa tse kang nickel, cobalt le koporo. Mekhoa e mecha ea metallurgy e ka eketsa sekhahla sa ho hlaphoheloa, ea fokotsa matla a ts'ebetso, le ho fokotsa litšila tse kotsi. Ha palo ea libeteri tse fihlang qetellong ea bophelo e ntse e eketseha, bokhoni ba metallurgy ba ho haha liketane tsa phepelo tse chitja bo ba bohlokoa haholo.
Haedrojene e tala: thepa ea haedrojene e hanelang mafome le e robehang habonolo
Haeterojene e tala—e hlahisoang ke electrolysis ea metsi ka ho sebelisa motlakase o nchafatsoang—e nkoa e le tharollo bakeng sa mafapha a thata ho kenya motlakase joalo ka indasteri e boima le lipalangoang tse hole. Leha ho le joalo, haeterojene e hlahisa liphephetso tse tebileng tsa thepa, e 'ngoe ea tsona ke ho brittleness ea haeterojene (ho hloleha ho brittleness ka lebaka la ho kenella ha haeterojene). Liphaephe, litanka, li-valve le likarolo tsa electrolyzer li tlameha ho etsoa ka thepa e khonang ho mamella libaka tse ruileng haeterojene, khatello e phahameng, le maemo a atisang ho senyeha.
Bokgoni ba ho tjhesa tšepe bo thusa ho kgetha motswako o nepahetseng (mohlala, ditshipi tse ikgethang, ditshipi tse sa ruseng, kapa ditshipi tse kopantsoeng tsa nickel), ho laola kalafo ya mocheso, le ho ntshetsa pele dikobo le meralo ya sebopeho se senyenyane e fokotsang ho hasana ha haeterojene. Ka lehlakoreng la electrolyzer, kgetho ya disebediswa tsa catalyst le electrode—ho kenyeletswa le ditshipi tsa bohlokwa mahlaleng a mang—le yona e amana haufiufi le saense ya thepa le bokgoni ba ho tjhesa tšepe ho leka-lekanya tshebetso le ditjeo.
Marangrang a motlakase le phetisetso: ho tsamaisa motlakase, matla le ho mamella
Matla a ntjhafatswang a hloka marangrang a motlakase a pharaletseng le a matla ho fetisa motlakase ho tloha libakeng tsa tlhahiso (hangata hole le litsi tsa mojaro). Mona ke moo koporo le aluminium li bapalang karolo e kholo e le li-conductor. Tšepe e laola phapanyetsano pakeng tsa conductivity le matla a ho thapolla, haholo-holo likhoeleng tse kaholimo tse lokelang ho mamella meroalo ea mechini, liphetoho tsa mocheso le mafome a tikoloho.
Li-transformer, lijenereithara le lienjene le tsona li itšetlehile ka thepa ea makenete le ea conductor ea boleng bo holimo. Tšepe e thusa ho ntlafatsa katleho ka ho fokotsa tahlehelo ea mantlha ka nts'etsopele ea litšepe tsa motlakase tse nang le meetso e ntlafalitsoeng ea kristale.
Ho fokotsa khatello ea khabone ka ho sebelisa tšepe e tala
Ka mokhoa o makatsang, tlhahiso ea tšepe ea setso—haholo-holo tšepe le aluminium—e kenya letsoho haholo ho ntšeng ha lintho tse kotsi lefatšeng ka bophara. Ka hona, ho sebelisa tšepe ho boetse ho phetha karolo ea "ho hloekisa" indasteri ea thepa. Mekhoa e mecha e kang tšepe e nang le khabone e tlase, tšebeliso ea haedrojene e le ntho e fokotsang mocheso, ho eketsa katleho ea sebōpi, le ho kenya motlakase ts'ebetsong ea ho qhibilihisa ke tsa bohlokoa. Ka mokhoa o ts'oanang, bakeng sa aluminium, ho eketsa katleho ea electrolysis le ho sebelisa motlakase o nchafatsoang ho ka fokotsa matla a khabone haholo ka tonne ea sehlahisoa.
Bongaka ba tšepe ba sejoale-joale bo boetse bo khothaletsa moralo oa ho sebelisa hape: ho khetha metsoako e kopantsoeng e bonolo ho e arola, ho fokotsa litšila, le ho eketsa tšebeliso ea lithōle ntle le ho beha boleng kotsing. Hobane meralo ea motheo ea matla a nchafatsoang e hloka thepa e ngata, keketseho e 'ngoe le e 'ngoe ea katleho le ho potoloha ha eona lefapheng la tšepe e na le tšusumetso e akaretsang.
Ketane ea phepelo le ho mamella thepa ea bohlokoa
Mahlale a mangata a matla a ntjhafatswang a hloka thepa eo phepelo ya yona e fokolang—ebang ke hobane e le ngata haholo dibakeng tse itseng, tshebetso ya ho hlwekisa e rarahane, kapa tshusumetso ya tikoloho e kgolo. Tshepe e thusa ho rarolla mathata ana ka ditsela tse pedi: ho nkela sebaka (ho ntshetsa pele di-alloy tse ding kapa thepa) le tshebetso e sebetsang hantle (ho eketsa chai, ho fokotsa ditlhoko tse feteletseng tsa bohloeki, kapa ho ntlafatsa ho hlwekisa).
Mohlala, dipatlisiso di ntse di tswela pele ho fokotsa tshebediso ya ditshipi tse turang kapa tse sa tlwaelehang ka hara makenete, di-catalyst le dibetri, ntle le ho fokotsa tshebetso. Ho sa le jwalo, dintlafatso tsa theknoloji ya karohano le ho hlwekisa di nolofatsa tshebediso ya ditshila tsa boleng bo tlase le mehlodi ya bobedi (ditshila tsa elektroniki, ditshila tsa diindasteri), ka hona di fokotsa ho itshetleha merafong e metjha.
Ho koala
Matla a ntjhafatswang ha a hlaloswe feela ke boqapi ba tlhahiso ya motlakase, empa hape le ke bokgoni ba thepa ba ho sebetsa ka polokeho, ka bokgabane le ka nako e telele. Tshepe e teng hoo e ka bang mohatong o mong le o mong: ho tloha ho di-alloy tsa tshepe tsa turbine tower, makenete a jenereithara, diforeimi tsa phanele ya letsatsi, thepa ya betri le ho e sebedisa botjha, ho ya ho diphaephe tsa haeterojene le ditanka. E etsa qeto ya tshebetso, ditjeo, botshepehi, le tshusumetso ya tikoloho ya mahlale a botala.
Ha lipheo tsa lefats'e tsa ho tlosa khabone li ntse li eketseha, tlhoko ea litšepe le metsoako e khethehileng e tla tsoela pele ho eketseha. Ka hona, matsete lipatlisisong tsa tšepe—ho kenyeletsoa le tšepe e sebelisitsoeng hape le e nang le khabone e tlase—hase feela tšehetso, empa ke ntlha ea bohlokoa ho netefatseng phetoho e potlakileng, e theko e tlase, le e tsitsitseng ea matla a nchafatsoang. Haeba matla a nchafatsoang e le bokamoso, joale tšepe ke e 'ngoe ea metheo ea bohlokoa ka ho fetisisa e e tšehetsang.
