U mondu hà bisognu di più putere, preferibile in una forma chì hè pulita è rinnuvevule.E nostre strategie di almacenamentu d'energia sò attualmente furmate da batterie di lithium-ion - à l'avanguardia di tale tecnulugia - ma chì pudemu aspittà in l'anni à vene?
Cuminciamu cù qualchi basi di bateria.Una bateria hè un pacchettu di una o più cellule, ognuna di e quali hà un elettrodu pusitivu (u catodu), un elettrodu negativu (l'anodu), un separatore è un elettrolitu.Utilizà diversi sustanzi chimichi è materiali per questi affettanu e proprietà di a bateria - quantu energia pò almacenà è pruduzzione, quantu putenza pò furnisce o u numeru di volte chì pò esse scaricatu è ricaricatu (chjamatu ancu capacità ciclistica).
L'imprese di batterie sperimentanu constantemente per truvà chimichi più economici, più densi, più ligeri è più putenti.Avemu parlatu cù Patrick Bernard - Saft Research Director, chì spiegò trè tecnulugia di batterie novi cù putenziali trasformative.
NEW GENERATION BATTERIES LITHIUM-ION
Chi hè què?
In e batterie di lithium-ion (li-ion), l'almacenamiento di l'energia è a liberazione hè furnita da u muvimentu di ioni di litiu da l'elettrodu pusitivu à l'elettrodu negativu avanti è avanti via l'elettrolitu.In questa tecnulugia, l'elettrodu pusitivu agisce cum'è a fonte iniziale di lithium è l'elettrodu negativu cum'è l'ospite per u lithium.Diversi chimichi sò riuniti sottu u nome di batterie di li-ion, cum'è u risultatu di decennii di selezzione è ottimisazione vicinu à a perfezione di materiali attivi pusitivi è negativi.L'ossidi di metalli litiati o fosfati sò u materiale più cumuni utilizatu cum'è materiali pusitivi prisenti.Grafite, ma ancu grafite / siliciu o ossidi di titaniu litiatu sò usati cum'è materiali negativi.
Cù materiali attuali è disinni di cellule, a tecnulugia li-ion hè prevista per ghjunghje à un limitu di energia in i prossimi anni à vene.Tuttavia, scuperte assai recenti di novi famiglie di materiali attivi disruptive duveranu sbloccare i limiti attuali.Questi composti innovatori ponu almacenà più lithium in elettrodi pusitivi è negativi è permettenu per a prima volta di cumminà energia è putenza.Inoltre, cù questi novi cumposti, a scarsità è a criticità di e materie prime sò ancu cunsiderate.
Chì sò i so vantaghji?
Oghje, trà tutte e tecnulugii di almacenamento di punta, a tecnulugia di batterie li-ion permette u più altu livellu di densità energetica.E prestazioni cum'è a carica rapida o a finestra di u funziunamentu di a temperatura (-50 ° C à 125 ° C) ponu esse sintonizzate da a larga scelta di designu di cellule è chimichi.Inoltre, e batterie di li-ion mostranu vantaghji supplementari cum'è un'autoscarica assai bassa è una durata di vita assai longa è prestazioni di ciclismo, tipicamente migliaia di cicli di carica / scaricamentu.
Quandu pudemu aspittà ?
A nova generazione di batterie li-ion avanzate hè prevista per esse implementata prima di a prima generazione di batterie à u statu solidu.Seranu ideali per l'utilizazione in applicazioni cum'è Sistemi di Storage Energy perrinnovabiliè trasportu (marina, ferrovie,aviazioneè a mobilità fora di strada) induve l'alta energia, alta putenza è sicurità hè ubligatoriu.
BATTERIES AL LITIU-SULFUR
Chi hè què?
In e batterie di li-ion, i ioni di litiu sò almacenati in materiali attivi chì facenu cum'è strutture d'ospiti stabili durante a carica è a scarica.In batterie di lithium-sulphur (Li-S), ùn ci sò strutture d'ospiti.Mentre scaricate, l'anodu di litiu hè cunsumatu è u sulfuru trasfurmatu in una varietà di composti chimichi;durante a carica, u prucessu inversu si faci.
Chì sò i so vantaghji?
Una batteria Li-S usa materiali attivi assai ligeri: sulphur in l'elettrodu pusitivu è lithium metallicu cum'è l'elettrodu negativu.Hè per quessa chì a so densità di energia teorica hè straordinariamente alta: quattru volte più grande di quella di lithium-ion.Questu hè un bonu fitu per l'industria di l'aviazione è u spaziu.
Saft hà sceltu è favuritu a tecnulugia Li-S più promettente basata nantu à l'elettroliti solidi.Stu percorsu tecnicu porta una densità d'energia assai alta, una longa vita è supera i principali inconvenienti di u liquidu Li-S (vita limitata, alta autodiscarica, ...).
Inoltre, sta tecnulugia hè supplementaria à u lithium-ion à u statu solidu grazia à a so densità di energia gravimetrica superiore (+30% in ghjocu in Wh/kg).
Quandu pudemu aspittà ?
I principali ostaculi tecnulugichi sò digià superati è u livellu di maturità avanza assai rapidamente versu i prototipi à scala completa.
Per l'applicazioni chì necessitanu una longa vita di a bateria, sta tecnulugia hè prevista per ghjunghje à u mercatu ghjustu dopu à ioni di lithium à stati solidi.
BATTERIES STATUS SOLID
Chi hè què?
Batterie à u statu solidu rapprisentanu un cambiamentu di paradigma in termini di tecnulugia.In e batterie di li-ion muderni, i ioni si movenu da un elettrodu à l'altru attraversu l'elettrolitu liquidu (chjamatu ancu conductività ionica).In e batterie à u statu solidu, l'elettrolitu liquidu hè rimpiazzatu da un compostu solidu chì però permette à i ioni di litiu per migrà in ellu.Stu cuncettu hè luntanu da novu, ma in l'ultimi 10 anni - grazia à una ricerca intensiva in u mondu sanu - novi famiglie di elettroliti solidi sò stati scuperti cù una conductività ionica assai alta, simili à l'elettroliti liquidi, chì permettenu di superà sta barriera tecnologica particulare.
Oghje,SaftI sforzi di Ricerca è Sviluppu si concentranu nantu à 2 tippi di materiali principali: polimeri è composti inorganici, mirandu à a sinergia di e proprietà fisico-chimiche cum'è processabilità, stabilità, conduttività ...
Chì sò i so vantaghji?
U primu vantaghju enormu hè una mellura marcata in a sicurezza à i livelli di e cellule è di a bateria: l'elettroliti solidi ùn sò micca infiammabili quandu si riscaldanu, à u cuntrariu di i so contraparti liquidi.Siconda, permette l'usu di materiali innovatori, d'alta tensione, d'alta capacità, chì permettenu batterie più densi è più ligeri cù una vita di conservazione megliu per via di una riduzzione di l'autodiscarica.Inoltre, à u livellu di u sistema, purterà vantaghji supplementari cum'è a meccanica simplificata è a gestione termica è di sicurezza.
Siccomu e batterie ponu esibisce un altu rapportu di putenza à pesu, ponu esse ideali per l'usu in i veiculi elettrici.
Quandu pudemu aspittà ?
Diversi tipi di batterie di stati solidi sò prubabile di vene à u mercatu mentre u prugressu tecnologicu cuntinueghja.U primu serà batte di stati solidi cù anodi basati in grafite, purtendu un rendimentu energeticu è sicurità megliu.À u tempu, tecnulugii più ligeri di batterie à u statu solidu chì utilizanu un anodu di litiu metallicu devenu esse dispunibili in u cummerciu.
Tempu di Postu: Aug-03-2022