பாயும் பேட்டரிகள்: தயவுசெய்து எனக்கு எலக்ட்ரான்களை ஊற்றவும்!

ஜெர்மனியில் உள்ள ஃபிரான்ஹோஃபர் இன்ஸ்டிடியூட்டின் விஞ்ஞானிகள் கிளாசிக்கல் நிறுவனங்களுக்கு மாற்றாக மின்சார பேட்டரிகள் துறையில் தீவிர வளர்ச்சி பணிகளை மேற்கொண்டு வருகின்றனர். ரெடாக்ஸ் ஓட்ட தொழில்நுட்பத்துடன், மின்சாரத்தை சேமிக்கும் செயல்முறை உண்மையில் முற்றிலும் வேறுபட்டது ...

எரிபொருளாக திரவத்துடன் சார்ஜ் செய்யப்படும் பேட்டரிகள், பெட்ரோல் அல்லது டீசல் எஞ்சின் கொண்ட காரில் ஊற்றப்படுகின்றன. இது கற்பனாவாதமாகத் தோன்றலாம், ஆனால் ஜெர்மனியின் பிஃபின்ஸ்டாலில் உள்ள ஃபிரான்ஹோஃபர் நிறுவனத்தின் ஜென்ஸ் நோக்கிற்கு இது உண்மையில் அன்றாட வாழ்க்கை. 2007 ஆம் ஆண்டு முதல், அவர் ஈடுபட்டுள்ள மேம்பாட்டுக் குழு இந்த கவர்ச்சியான ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரியை முழு வீச்சில் உருவாக்கி வருகிறது. உண்மையில், ஓட்டம்-வழியாக அல்லது ஓட்டம்-மூலம் ரெடாக்ஸ் பேட்டரி என்று அழைக்கப்படுவது கடினம் அல்ல, இந்த பகுதியில் முதல் காப்புரிமை 1949 ஆம் ஆண்டிலிருந்து தொடங்குகிறது. இரண்டு செல் இடைவெளிகளில் ஒவ்வொன்றும், ஒரு மென்படலத்தால் (எரிபொருள் செல்களைப் போன்றது) பிரிக்கப்பட்டு, ஒரு குறிப்பிட்ட எலக்ட்ரோலைட்டைக் கொண்ட ஒரு நீர்த்தேக்கத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பொருட்கள் வேதியியல் ரீதியாக ஒருவருக்கொருவர் வினைபுரியும் போக்கு காரணமாக, புரோட்டான்கள் ஒரு எலக்ட்ரோலைட்டிலிருந்து மற்றொன்று சவ்வு வழியாக நகர்கின்றன, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு பகுதிகளுடன் இணைக்கப்பட்ட தற்போதைய நுகர்வோர் வழியாக இயக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக மின்சாரம் பாய்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குப் பிறகு, இரண்டு தொட்டிகள் வடிகட்டப்பட்டு புதிய எலக்ட்ரோலைட் நிரப்பப்படுகின்றன, மேலும் பயன்படுத்தப்பட்டவை சார்ஜிங் நிலையங்களில் “மறுசுழற்சி” செய்யப்படுகின்றன.

இவை அனைத்தும் நன்றாகத் தோன்றினாலும், துரதிர்ஷ்டவசமாக கார்களில் இந்த வகை பேட்டரியின் நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கு இன்னும் பல தடைகள் உள்ளன. வெனடியம் எலக்ட்ரோலைட் ரெடாக்ஸ் பேட்டரியின் ஆற்றல் அடர்த்தி ஒரு கிலோகிராமிற்கு 30 Wh வரம்பில் உள்ளது, இது லெட் ஆசிட் பேட்டரிக்கு சமமானதாகும். நவீன 16 kWh லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் அதே அளவு ஆற்றலைச் சேமிக்க, தற்போதைய ரெடாக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தில், பேட்டரிக்கு 500 லிட்டர் எலக்ட்ரோலைட் தேவைப்படும். கூடுதலாக, அனைத்து உபகரணங்களும், நிச்சயமாக, அதன் அளவும் மிகவும் பெரியது - ஒரு பீர் பாக்ஸ் போன்ற ஒரு கிலோவாட் சக்தியை வழங்குவதற்கு தேவையான ஒரு கூண்டு.

லித்தியம் அயன் பேட்டரி ஒரு கிலோகிராமுக்கு நான்கு மடங்கு அதிக ஆற்றலை சேமிக்கிறது என்பதால், இத்தகைய அளவுருக்கள் கார்களுக்கு ஏற்றது அல்ல. இருப்பினும், ஜென்ஸ் நோக் நம்பிக்கையுடன் இருக்கிறார், ஏனென்றால் இந்த பகுதியில் முன்னேற்றங்கள் ஆரம்பமாகிவிட்டன மற்றும் வாய்ப்புகள் நம்பிக்கைக்குரியவை. ஆய்வகத்தில், வெனடியம் பாலிசல்பைட் புரோமைடு பேட்டரிகள் என்று அழைக்கப்படுபவை ஒரு கிலோவிற்கு 70 Wh ஆற்றல் அடர்த்தியை அடைகின்றன மற்றும் அவை தற்போது டொயோட்டா ப்ரியஸில் பயன்படுத்தப்படும் நிக்கல் மெட்டல் ஹைட்ரைடு பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடத்தக்கவை.

இது தேவையான அளவு தொட்டிகளை பாதியாக குறைக்கிறது. ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான மற்றும் மலிவான சார்ஜிங் அமைப்புக்கு நன்றி (இரண்டு பம்புகள் புதிய எலக்ட்ரோலைட்டை பம்ப் செய்கின்றன, இரண்டு சக் அவுட் பயன்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரோலைட்), இந்த அமைப்பை 100 கி.மீ தூரத்தை வழங்க பத்து நிமிடங்களில் சார்ஜ் செய்யலாம். டெஸ்லா ரோட்ஸ்டரில் பயன்படுத்தப்பட்டதைப் போன்ற வேகமான சார்ஜிங் அமைப்புகள் கூட ஆறு மடங்கு நீடிக்கும்.

இந்த வழக்கில், பல வாகன நிறுவனங்கள் நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சிக்கு திரும்பியதில் ஆச்சரியமில்லை, மேலும் பேடன்-வூர்ட்டம்பேர்க் மாநிலம் வளர்ச்சிக்காக 1,5 மில்லியன் யூரோக்களை ஒதுக்கியது. இருப்பினும், வாகன தொழில்நுட்பக் கட்டத்தை அடைய இன்னும் நேரம் எடுக்கும். "இந்த வகை பேட்டரி நிலையான சக்தி அமைப்புகளுடன் நன்றாக வேலை செய்ய முடியும், மேலும் நாங்கள் ஏற்கனவே Bundeswehr க்கான சோதனை நிலையங்களை உருவாக்கி வருகிறோம். இருப்பினும், மின்சார வாகனத் துறையில், இந்த தொழில்நுட்பம் சுமார் பத்து ஆண்டுகளில் செயல்படுத்த ஏற்றதாக இருக்கும்” என்று நோக் கூறினார்.

ஓட்டம் மூலம் ரெடாக்ஸ் பேட்டரிகளின் உற்பத்திக்கு கவர்ச்சியான பொருட்கள் தேவையில்லை. எரிபொருள் கலங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பிளாட்டினம் அல்லது லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் போன்ற பாலிமர்கள் போன்ற விலையுயர்ந்த வினையூக்கிகள் தேவையில்லை. ஆய்வக அமைப்புகளின் அதிக விலை, ஒரு கிலோவாட் மின்சக்திக்கு 2000 யூரோக்களை எட்டுகிறது, அவை ஒரு வகை மற்றும் கையால் தயாரிக்கப்படுகின்றன என்பதன் காரணமாகும்.

இதற்கிடையில், நிறுவனத்தின் வல்லுநர்கள் தங்கள் சொந்த காற்றாலையை உருவாக்க திட்டமிட்டுள்ளனர், அங்கு சார்ஜிங் செயல்முறை, அதாவது எலக்ட்ரோலைட்டை அகற்றுவது நடைபெறும். ரெடாக்ஸ் ஓட்டத்துடன், இந்த செயல்முறையானது தண்ணீரை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாக மின்னாக்கி மற்றும் எரிபொருள் செல்களில் பயன்படுத்துவதை விட மிகவும் திறமையானது - உடனடி பேட்டரிகள் சார்ஜ் செய்ய பயன்படுத்தப்படும் மின்சாரத்தில் 75 சதவீதத்தை வழங்குகின்றன.

மின்சார வாகனங்களின் வழக்கமான சார்ஜிங்குடன், மின் அமைப்பின் உச்ச சுமைக்கு எதிராக இடையகங்களாக செயல்படும் சார்ஜிங் நிலையங்களை நாம் கற்பனை செய்யலாம். இன்று, எடுத்துக்காட்டாக, வடக்கு ஜெர்மனியில் பல காற்று விசையாழிகள் காற்று இருந்தபோதிலும் அணைக்கப்பட வேண்டும், ஏனெனில் அவை கட்டத்தை அதிக சுமை ஏற்றும்.

பாதுகாப்பைப் பொருத்தவரை எந்த ஆபத்தும் இல்லை. "நீங்கள் இரண்டு எலக்ட்ரோலைட்டுகளை கலக்கும்போது, ​​ஒரு வேதியியல் குறுகிய சுற்று ஏற்படுகிறது, இது வெப்பத்தைத் தருகிறது மற்றும் வெப்பநிலை 80 டிகிரிக்கு உயரும், ஆனால் வேறு எதுவும் நடக்காது. நிச்சயமாக, திரவங்கள் மட்டும் பாதுகாப்பானவை அல்ல, ஆனால் பெட்ரோல் மற்றும் டீசல் ஆகியவையும் இல்லை. ஓட்டம்-மூலம் ரெடாக்ஸ் பேட்டரிகளின் ஆற்றல் இருந்தபோதிலும், ஃபிரான்ஹோஃபர் நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் லித்தியம் அயன் தொழில்நுட்பத்தை வளர்ப்பதில் கடினமாக உள்ளனர் ...

உரை: அலெக்சாண்டர் ப்ளாச்

ரெடாக்ஸ் ஓட்டம் பேட்டரி

ரெடாக்ஸ் ஃப்ளோ பேட்டரி என்பது ஒரு வழக்கமான பேட்டரிக்கும் எரிபொருள் கலத்திற்கும் இடையே உள்ள குறுக்குவெட்டு ஆகும். இரண்டு எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு காரணமாக மின்சாரம் பாய்கிறது - ஒன்று கலத்தின் நேர்மறை துருவத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மற்றொன்று எதிர்மறையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த வழக்கில், ஒன்று நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளை (ஆக்சிஜனேற்றம்) அளிக்கிறது, மற்றொன்று அவற்றைப் பெறுகிறது (குறைப்பு), எனவே சாதனத்தின் பெயர். ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான செறிவூட்டலை அடையும் போது, ​​எதிர்வினை நிறுத்தப்பட்டு, மின்பகுளிகளை புதியவற்றுடன் மாற்றுவதில் சார்ஜிங் உள்ளது. தலைகீழ் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி தொழிலாளர்கள் மீட்டெடுக்கப்படுகிறார்கள்.