מהי סוללת ליתיום-אוויר בטכנולוגיית סוללת ליתיום חדשה?

סוללת Li-Air היא סוללת ליתיום-יון בעלת קיבולת גדולה שפותחה במשותף על ידי המכון היפני לטכנולוגיות (מכון טכנולוגיות יפני, המכונה "Li-Air") ו-"Li-Air" (יפנית של יפנית, המכונה JSPS) . הקתודה של הסוללה היא מתכת ליתיום, והאנודה היא חמצן באוויר. שתי האלקטרודות מופרדות על ידי אלקטרוליט מוצק; האלקטרודה משתמשת באלקטרוליט אורגני, והאלקטרודה משתמשת באלקטרוליט על בסיס מים.

במהלך תהליך הפריקה, האלקטרודה השלילית מתמוססת בתמיסת האלקטרוליט האורגני כיוני ליתיום, ולאחר מכן נכנסת אל האלקטרוליט המימי של האלקטרודה החיובית דרך האלקטרוליט המוצק; פרויקט זה מתכנן לחקור מערכת חומר-אלקטרודה אנרגיה מתחדשת חדשה, ולהשתמש במערכת זו לאלקטרודה החומר עובר תהליכים כמו טעינה ופריקה, פריקה ופריקה כדי להשיג שליטה יעילה בביצועי חומר האלקטרודה. במהלך תהליך הטעינה והפריקה של הסוללה, אלקטרונים מועברים אל האלקטרודה השלילית דרך חוט המוליך, ויוני ליתיום עוברים מהאלקטרוליט המימי של האלקטרודה החיובית דרך האלקטרוליט המוצק, נכנסים לאלקטרודה השלילית ומגיבים כימית עם השלילי. אלקטרודה ליצירת סוג של ליתיום מתכתי. באלקטרודה החיובית, קבוצות הידרוקסיל מאבדות אלקטרונים כדי לייצר חמצן.

על ידי החלפת האלקטרוליט החיובי והליתיום השלילי, אין צורך לטעון את סוללת הליתיום-אוויר. קיבולת הפריקה שלו היא עד 50,000 mAh/g ובעלת צפיפות אנרגיה גבוהה. בתיאוריה, 30 ק"ג של ליתיום מתכתי שווה ערך לשחרור של 40 ליטר בנזין. אנרגיה של. הליתיום הידרוקסיד שהוכן בשיטה זו קל לשחזור ואין לו זיהום לסביבה. עם זאת, נותרו לפתור בעיות כמו יציבות מחזור החומר, יעילות המרת אנרגיה וקצב גבוה.

בשנת 2015, סוללת הליתיום-אוויר שפותחה על ידי גריי מאוניברסיטת קיימברידג' השיגה באופן תיאורטי שיעור ניצול אנרגיה של יותר מ-90% תחת "יותר מ-2,000 מחזורי טעינה ופריקה, ומקדמת עוד יותר את היישום המעשי של סוללות ליתיום אוויר. חברת המכונות העסקיות הבינלאומיות IBM השיקה את תוכנית "תחבורה בת קיימא" ב-2009, במטרה לפתח סוללת ליתיום-אוויר המתאימה לרכבים חשמליים ביתיים, אשר צפויה להיות בעלת טווח של כ-500 קילומטרים לאחר טעינה ופריקה בודדים. לאחרונה השתתפו בפרויקט זה גם תאגיד Asahi Kasei היפני, Central Glass ואחרים, ותוצאות המחקר שלהם בוודאי יקדמו את היישום המעשי של טכנולוגיית סוללת ליתיום-אוויר.

לסוללות ליתיום-אוויר מגוון רחב של יישומים וניתן להשתמש בהן בכלי רכב חשמליים, מזל"טים, אחסון אנרגיית שמש ורוח ובתחומים נוספים. בהשוואה לסוללות ליתיום-יון מסורתיות, לסוללות ליתיום-אוויר יש חיי שירות ארוכים יותר, צפיפות אנרגיה גבוהה יותר ועלות נמוכה יותר. יתרה מכך, לסוללות ליתיום-אוויר יש גם יתרונות חדשניים, שיכולים לעזור לנו לבנות עתיד דל פחמן וידידותי לסביבה מהר יותר.