Elektrikli nəqliyyat vasitələrində inqilab yarada bilər: Dörd dəfə daha soyuqda işləyir
Yaponiyanın Tokio Elm İnstitutundan olan alimlər, mövcud texnologiyalardan dörd dəfə daha aşağı temperaturda işləyə bilən yeni nəsil hidrogen batareyası hazırlayıblar.
Valyuta.az xəbər verir ki, bu kəşf, daha sıx, uzunömürlü və ekoloji cəhətdən təmiz elektrikli nəqliyyat vasitələrinin inkişafına təkan verə bilər.
Hidrogenlə işləyən yeni batareya texnologiyası
Alimlər tərəfindən hazırlanmış yeni sistemdə maqnezium hidrür anod, hidrogen qazı isə katod rolunu oynayır. Batareya həmçinin kristal quruluşa malik bərk elektrolitlə təchiz olunub. 18 sentyabrda “Science” jurnalında dərc olunan tədqiqatda bildirilir ki, bu yeni batareya 90°C temperaturda sabit işləyə bilir. Halbuki mövcud bərk hal hidrogen saxlama sistemləri üçün 300–400°C arası temperatur tələb olunur.
İnovasiyanın gücü nədədir?
Bərk hal komponentləri olan hidrogen batareyaları və yanacaq hüceyrələri artıq uzun müddətdir mövcuddur. Lakin hidrogen batareyalarının yüksək iş temperaturuna ehtiyac duyması və yanacaq hüceyrələrinin lityum-ion batareyaları qədər səmərəli olmaması onların geniş tətbiqinə mane olurdu.
Yeni texnologiya sayəsində alimlər maqnezium hidrür anodunun nəzəri saxlama potensialını tam şəkildə istifadə etməyə nail olublar. Eyni zamanda, otaq temperaturunda yüksək ion keçiriciliyi təmin edilib.
Batareyanın əsas üstünlüyü onun elektrolitindədir. Barium, kalsium və natrium hidrürdən ibarət bu maddə kristal quruluşu sayəsində aşağı temperaturda belə hidrogen ionları üçün yüksək kimyəvi sabitlik və keçiricilik yaradır. Batareya lityum-ion sistemlərinə bənzər prinsiplə işləyir, lakin burada müsbət ionlar deyil, mənfi yüklü hidrür ionları elektrolitdən keçir.
Enerji axını necə baş verir?
Boşalma zamanı katoddakı hidrogen qazı kimyəvi reaksiya nəticəsində hidrür ionlarına çevrilir. Bu ionlar elektrolit vasitəsilə maqnezium anoduna keçərək MgH₂ əmələ gətirir. Eyni zamanda, elektronlar xarici dövrə üzərindən axaraq enerji yaradır. Şarj mərhələsində proses əks istiqamətdə gedir – maqnezium hidrür yenidən hidrogen qazına çevrilir və batareya tam doldurulur.
Daha güclü, daha təmiz, daha davamlı
Yeni texnologiya sayəsində hidrogen qazı artıq istənilən vaxt bərk hal hüceyrə daxilində saxlanıla və sərbəst buraxıla bilər. Batareyanın tutumu hər qram üçün 2.030 mAh təşkil edir. Müqayisə üçün, lityum-ion batareyalarının tutumu adətən 154–203 mAh/q arasında dəyişir. Ən güclü smartfon batareyaları belə ümumilikdə təxminən 5.000 mAh səviyyəsindədir.
Hazırkı versiya hələ gündəlik cihazlarda (məsələn, telefon və ya noutbuklarda) istifadəyə tam hazır olmasa da, texnologiya hidrogenin daha səmərəli və təhlükəsiz saxlanması üçün böyük addım hesab olunur.
Aşağı temperaturda və yüksək təzyiq olmadan hidrogen saxlamaq imkanı, elektrikli nəqliyyat vasitələrində daha yüngül, davamlı və ekoloji batareyaların tətbiqini mümkün edə bilər. Bu, hidrogeni yenidən gələcəyin “yaşıl yanacağı” kimi ön plana çıxara bilər.
Uzun müddət bəşəriyyətin təmiz enerjiyə keçidinin açarı hesab edilən hidrogenin istehsalı və saxlanması mürəkkəb olsa da, bu yeni texnologiya sənaye miqyasında tətbiq edilərsə, enerji sektorunda əsl dönüş yarada bilər.
Valyuta.az xəbər verir ki, bu kəşf, daha sıx, uzunömürlü və ekoloji cəhətdən təmiz elektrikli nəqliyyat vasitələrinin inkişafına təkan verə bilər.
Hidrogenlə işləyən yeni batareya texnologiyası
Alimlər tərəfindən hazırlanmış yeni sistemdə maqnezium hidrür anod, hidrogen qazı isə katod rolunu oynayır. Batareya həmçinin kristal quruluşa malik bərk elektrolitlə təchiz olunub. 18 sentyabrda “Science” jurnalında dərc olunan tədqiqatda bildirilir ki, bu yeni batareya 90°C temperaturda sabit işləyə bilir. Halbuki mövcud bərk hal hidrogen saxlama sistemləri üçün 300–400°C arası temperatur tələb olunur.
İnovasiyanın gücü nədədir?
Bərk hal komponentləri olan hidrogen batareyaları və yanacaq hüceyrələri artıq uzun müddətdir mövcuddur. Lakin hidrogen batareyalarının yüksək iş temperaturuna ehtiyac duyması və yanacaq hüceyrələrinin lityum-ion batareyaları qədər səmərəli olmaması onların geniş tətbiqinə mane olurdu.
Yeni texnologiya sayəsində alimlər maqnezium hidrür anodunun nəzəri saxlama potensialını tam şəkildə istifadə etməyə nail olublar. Eyni zamanda, otaq temperaturunda yüksək ion keçiriciliyi təmin edilib.
Batareyanın əsas üstünlüyü onun elektrolitindədir. Barium, kalsium və natrium hidrürdən ibarət bu maddə kristal quruluşu sayəsində aşağı temperaturda belə hidrogen ionları üçün yüksək kimyəvi sabitlik və keçiricilik yaradır. Batareya lityum-ion sistemlərinə bənzər prinsiplə işləyir, lakin burada müsbət ionlar deyil, mənfi yüklü hidrür ionları elektrolitdən keçir.
Enerji axını necə baş verir?
Boşalma zamanı katoddakı hidrogen qazı kimyəvi reaksiya nəticəsində hidrür ionlarına çevrilir. Bu ionlar elektrolit vasitəsilə maqnezium anoduna keçərək MgH₂ əmələ gətirir. Eyni zamanda, elektronlar xarici dövrə üzərindən axaraq enerji yaradır. Şarj mərhələsində proses əks istiqamətdə gedir – maqnezium hidrür yenidən hidrogen qazına çevrilir və batareya tam doldurulur.
Daha güclü, daha təmiz, daha davamlı
Yeni texnologiya sayəsində hidrogen qazı artıq istənilən vaxt bərk hal hüceyrə daxilində saxlanıla və sərbəst buraxıla bilər. Batareyanın tutumu hər qram üçün 2.030 mAh təşkil edir. Müqayisə üçün, lityum-ion batareyalarının tutumu adətən 154–203 mAh/q arasında dəyişir. Ən güclü smartfon batareyaları belə ümumilikdə təxminən 5.000 mAh səviyyəsindədir.
Hazırkı versiya hələ gündəlik cihazlarda (məsələn, telefon və ya noutbuklarda) istifadəyə tam hazır olmasa da, texnologiya hidrogenin daha səmərəli və təhlükəsiz saxlanması üçün böyük addım hesab olunur.
Aşağı temperaturda və yüksək təzyiq olmadan hidrogen saxlamaq imkanı, elektrikli nəqliyyat vasitələrində daha yüngül, davamlı və ekoloji batareyaların tətbiqini mümkün edə bilər. Bu, hidrogeni yenidən gələcəyin “yaşıl yanacağı” kimi ön plana çıxara bilər.
Uzun müddət bəşəriyyətin təmiz enerjiyə keçidinin açarı hesab edilən hidrogenin istehsalı və saxlanması mürəkkəb olsa da, bu yeni texnologiya sənaye miqyasında tətbiq edilərsə, enerji sektorunda əsl dönüş yarada bilər.
