ახალი ტიპისელექტრომობილებისთვის განკუთვნილი ბატარეაბოლოდროინდელი კვლევის თანახმად, მათ შეუძლიათ უფრო დიდხანს გადარჩნენ როგორც ექსტრემალურ სიცხეში, ასევე ცივ ტემპერატურაზე.

მეცნიერების თქმით, აკუმულატორები ელექტრომობილებს საშუალებას მისცემს, ცივ ტემპერატურაზე ერთი დატენვით უფრო შორს იმოძრაონ და ცხელ კლიმატში ისინი ნაკლებად იქნებიან მიდრეკილნი გადახურებისკენ.

ეს ელექტრომობილების მძღოლებისთვის დატენვის ხშირ შემცირებას გამოიწვევს, ასევე...ბატარეებიუფრო ხანგრძლივი სიცოცხლე.

ამერიკელმა კვლევითმა ჯგუფმა შექმნა ახალი ნივთიერება, რომელიც ქიმიურად უფრო მდგრადია ექსტრემალური ტემპერატურის მიმართ და ემატება მაღალი ენერგიის ლითიუმის ბატარეებს.

„მაღალ ტემპერატურაზე მუშაობა აუცილებელია იმ ადგილებში, სადაც გარემოს ტემპერატურამ შეიძლება სამნიშნა რიცხვს მიაღწიოს და გზები კიდევ უფრო ცხელდება“, - თქვა კალიფორნიის უნივერსიტეტის (სან დიეგო) უფროსმა ავტორმა, პროფესორმა ჟენგ ჩენმა.

„ელექტრომობილებში, აკუმულატორები, როგორც წესი, იატაკის ქვეშ, ცხელ გზებთან ახლოს მდებარეობს. ასევე, აკუმულატორები თბება მხოლოდ მუშაობის დროს დენის გავლის შედეგად.“

„თუ ბატარეები ვერ გაუძლებენ მაღალ ტემპერატურაზე ამ გახურებას, მათი მუშაობა სწრაფად გაუარესდება.“

ორშაბათს, ჟურნალ „Proceedings of the National Academy of Sciences“-ში გამოქვეყნებულ ნაშრომში მკვლევრები აღწერენ, თუ როგორ შეინარჩუნა ტესტებმა ბატარეებმა ენერგიის 87.5 პროცენტი და 115.9 პროცენტი, შესაბამისად, -40 ცელსიუსზე (-104 ფარენჰეიტი) და 50 ცელსიუსზე (122 ფარენჰეიტი) ტემპერატურაზე.

მათ ასევე ჰქონდათ მაღალი კულონური ეფექტურობა, შესაბამისად 98.2 პროცენტი და 98.7 პროცენტი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ბატარეებს მუშაობის შეწყვეტამდე მეტი დატენვის ციკლის გავლა შეუძლიათ.

ეს გამოწვეულია ელექტროლიტით, რომელიც დამზადებულია ლითიუმის მარილისა და დიბუტილ ეთერისგან, უფერო სითხისგან, რომელიც გამოიყენება ზოგიერთ წარმოებაში, მაგალითად, ფარმაცევტულ და პესტიციდულ პროდუქტებში.

დიბუტილის ეთერი ეხმარება, რადგან მისი მოლეკულები აკუმულატორის მუშაობის დროს ადვილად ვერ ურთიერთქმედებენ ლითიუმის იონებთან და აუმჯობესებს მის მუშაობას ნულს ქვემოთ ტემპერატურაზე.

გარდა ამისა, დიბუტილის ეთერი ადვილად უძლებს სითბოს 141 ცელსიუსის (285.8 ფარენჰეიტის) დუღილის ტემპერატურაზე, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის მაღალ ტემპერატურაზეც თხევად მდგომარეობაში რჩება.

ამ ელექტროლიტს განსაკუთრებულს ის ხდის, რომ მისი გამოყენება შესაძლებელია ლითიუმ-გოგირდის აკუმულატორთან ერთად, რომელიც დატენვადია და აქვს ლითიუმის ანოდი და გოგირდის კათოდი.

ანოდები და კათოდები არის ბატარეის ის ნაწილები, რომელთა მეშვეობითაც ელექტრული დენი გადის.

ლითიუმ-გოგირდის აკუმულატორები ელექტრომობილების აკუმულატორების მნიშვნელოვან შემდეგ ნაბიჯს წარმოადგენს, რადგან მათ შეუძლიათ კილოგრამზე ორჯერ მეტი ენერგიის შენახვა, ვიდრე ამჟამინდელი ლითიუმ-იონური აკუმულატორები.

ამან შეიძლება ელექტრომობილების დიაპაზონი გააორმაგოს წონის გაზრდის გარეშე.ბატარეაშეფუთეთ ხარჯების შემცირებისას.

გოგირდი ასევე უფრო უხვადაა და ნაკლებ გარემოსდაცვით და ადამიანურ ტანჯვას იწვევს წყაროსთვის, ვიდრე კობალტი, რომელიც გამოიყენება ტრადიციულ ლითიუმ-იონურ აკუმულატორებში.

როგორც წესი, ლითიუმ-გოგირდის აკუმულატორებს აქვთ პრობლემა - გოგირდის კათოდები იმდენად რეაქტიულია, რომ აკუმულატორის მუშაობისას იხსნება და ეს პრობლემა უფრო მაღალ ტემპერატურაზე უარესდება.

ლითიუმის მეტალის ანოდებს შეუძლიათ წარმოქმნან ნემსის მსგავსი სტრუქტურები, რომლებსაც დენდრიტები ეწოდებათ, რომლებსაც შეუძლიათ ბატარეის ნაწილების გახვრეტა, რადგან ისინი მოკლე ჩართვას იწვევენ.

შედეგად, ეს ბატარეები მხოლოდ ათეულ ციკლამდე ძლებს.

კალიფორნიის უნივერსიტეტის სან დიეგოს გუნდის მიერ შემუშავებული დიბუტილ ეთერის ელექტროლიტი ამ პრობლემებს აგვარებს, ექსტრემალურ ტემპერატურაზეც კი.

მათ მიერ გამოსაცდელ აკუმულატორებს გაცილებით ხანგრძლივი დატენვის ციკლი ჰქონდათ, ვიდრე ტიპურ ლითიუმ-გოგირდის აკუმულატორებს.

„თუ გსურთ მაღალი ენერგიის სიმკვრივის მქონე ბატარეა, როგორც წესი, ძალიან მკაცრი, რთული ქიმიის გამოყენება დაგჭირდებათ“, - თქვა ჩენმა.

„მაღალი ენერგია ნიშნავს, რომ მეტი რეაქცია მიმდინარეობს, რაც ნაკლებ სტაბილურობას და მეტ დეგრადაციას ნიშნავს.“

„მაღალი ენერგიის მქონე და სტაბილური ბატარეის დამზადება თავისთავად რთული ამოცანაა - ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონში ამის გაკეთება კიდევ უფრო რთულია.“

„ჩვენი ელექტროლიტი ხელს უწყობს როგორც კათოდური, ასევე ანოდური მხარის გაუმჯობესებას, ამავდროულად უზრუნველყოფს მაღალ გამტარობას და ზედაპირულ სტაბილურობას.“

გუნდმა ასევე პოლიმერთან მიმაგრებით გოგირდის კათოდი უფრო სტაბილური გახადა. ეს ხელს უშლის გოგირდის ელექტროლიტში გახსნას.

შემდეგი ნაბიჯები მოიცავს ბატარეის ქიმიური შემადგენლობის მასშტაბირებას ისე, რომ მან კიდევ უფრო მაღალ ტემპერატურაზე იმუშაოს და ციკლის ხანგრძლივობა კიდევ უფრო გაახანგრძლივოს.