Агааржлийн зайг ашиглан цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батарейг өөрчлөх.

Сүүлийн жилүүдэд байгальд ээлтэй тээврийн эрэлт хэрэгцээ, батерейны технологийн дэвшлээс шалтгаалж цахилгаан тээврийн хэрэгслийн салбар (EV) ихээхэн өсөлттэй байгаа. EV-ийн батерейг сайжруулахад хувь нэмэр оруулсан чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол аэрогель зайлагчийг ашиглах явдал юм. Эдгээр хөнгөн, сүвэрхэг материалууд нь цахилгаан машинд өргөн хэрэглэгддэг лити-ион батерейны гүйцэтгэл, аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлэхэд чухал ач холбогдолтой болохыг харуулсан. Энэ нийтлэлд бид аэрогель зайны технологийн хамгийн сүүлийн үеийн дэвшил, тэдгээрийн EV батерейны ирээдүйд үзүүлэх нөлөөг судлах болно.

Airgel Spacers: EV-ийн батерейны хувьсгалт элемент

Эйргель нь гель дэх шингэн фазыг тодорхой хатаах процессоор хийгээр солих замаар үүссэн нано сүвэрхэг хатуу материал юм. Airgel нь 0.012 Вт/(мК) хүртэл бага дулаан дамжуулалт бүхий онцгой дулаан тусгаарлалтыг санал болгодог. Инч зузаантай аэрогель нь 20-30 ширхэг ердийн шилэн дулаалгатай тэнцэх хэмжээний дулаалга өгөх боломжтой. Нэмж дурдахад түүний сүвэрхэг чанар нь 99.9% хүрдэг бөгөөд энэ нь маш сайн шингээх орчин бөгөөд катализаторын тээвэрлэгч болдог. Цаашилбал, аэрогель нь галд тэсвэртэй, тусгаарлагч, дуу чимээ тусгаарлагч, байгальд ээлтэй гэх мэт хүссэн шинж чанартай байдаг. Түүний гайхалтай гүйцэтгэл нь түүнийг дулааны шинжлэх ухаан, акустик, оптик, цахилгаан, механик зэрэг салбарт ашиглахад хүргэсэн бөгөөд 'дэлхийг өөрчилдөг ид шидийн материал' гэсэн алдар нэрийг олж авсан.

Advanced Energy Materials сэтгүүлд саяхан нийтлэгдсэн судалгаагаар аэрогель зай баригч нь лити-ион батерейны дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулах гайхалтай чадварыг харуулсан. Судалгааны үр дүнд аэрогель зайлагчийг ашиглах нь полиэтилен эсвэл полипропилен гэх мэт уламжлалт тусгаарлагч материалтай харьцуулахад дулааны гүйлтийн эрсдлийг 80% хүртэл бууруулсан болохыг тогтоожээ. Дулааны гүйлтийн эрсдэл ийнхүү буурснаар батерейны аюулгүй байдал сайжирч, батерейны ашиглалтын хугацаа уртасна.

Дулааны тогтвортой байдлын давуу талуудаас гадна аэрогель зай нь EV-ийн батерейнд нэмэлт давуу талыг санал болгодог. Тэдний өндөр сүвэрхэг чанар нь дулааныг илүү сайн тарааж, хэт халалтын эрсдлийг бууруулдаг. Энэ функц нь цахилгаан спорт машин эсвэл хүнд даацын ачааны машин зэрэг өндөр хүчин чадалтай хэрэглээнд онцгой чухал бөгөөд хурдан цэнэглэх эсвэл эрчимтэй ашиглалтын үед батерейны температур аюултай түвшинд хүрдэг.

Цаашилбал, аэрогель холбогч нь онцгой хөнгөн жинтэй тул EV-ийн жинг бүхэлд нь бууруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Энэхүү жинг бууруулах нь эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэх, хүрээг уртасгах, жолоодлого, гүйцэтгэлийг сайжруулахад хүргэдэг. Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн (IEA) тайланд дурдсанаар, аэрогель зайлагч гэх мэт хөнгөн материалыг ашиглах нь EV-ийн хүрээг 15% хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой юм.

Сүүлийн үеийн хөгжил ба ирээдүйн төлөв

EV батерейнд аэрогель зай баригчийг нэвтрүүлэх ажил эхний шатандаа байгаа ч сүүлийн жилүүдэд мэдэгдэхүйц дэвшил гарч байна. Тухайлбал, Стэнфордын их сургуулийн судлаачид өндөр температур, даралтыг тэсвэрлэх чадвартай шинэ аэрогель зайны материалыг бүтээж, дараагийн үеийн өндөр энергитэй батерейнд тохиромжтой болгожээ.

Өөр нэг ирээдүйтэй дэвшил бол 3D хэвлэх технологийг ашиглан бие даасан батерейнд зориулж тусгай зориулалтын аэрогель зайг бий болгох явдал юм. Энэ арга нь батерейны гүйцэтгэл, аюулгүй байдлыг сайжруулахаас гадна үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахад хүргэж болзошгүй юм.

Урагшаа харахад EV батерей дахь аэрогель зайны боломж асар их байна. Тогтвортой тээвэрлэлтийн эрэлт хэрэгцээ өсөхийн хэрээр үйлдвэрлэгчид илүү үр ашигтай, аюулгүй EV батерейг хөгжүүлэх дарамттай тулгарах болно. Эдгээр сорилтыг даван туулахад аэрогель холбогч нь чухал үүрэг гүйцэтгэхээр байр суурь эзэлдэг бөгөөд ойрын жилүүдэд тэдний өргөн тархалт хурдасч магадгүй юм.

Дүгнэлт

EV батерейнд аэрогель зайлагчийг нэгтгэсэн нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн гүйцэтгэл, аюулгүй байдал, тогтвортой байдлыг сайжруулахад чухал алхам болж байна. Дулаан алдагдах эрсдэлийг бууруулж, дулаан ялгаруулалтыг сайжруулж, эрчим хүчний хэмнэлтийг сайжруулах чадвартай аэрогель зай баригч нь EV салбарт хувьсгал хийхэд бэлэн байна. Энэ салбарын судалгаа үргэлжилж байгаа тул бид цахилгаан хөдөлгөөний ирээдүйг тодорхойлох цаашдын дэвшил, шинэчлэлийг урьдчилан харж чадна.

Хэрэв танд ижил төстэй нөхцөл байдал тулгарвал бидэнтэй холбоо барина уу, бид танд туслахдаа баяртай байх болно.