هڪ بيٽري ڪيميائي امڪاني توانائي کي ذخيرو ڪري ٿي جيڪا برقي توانائي ۾ تبديل ٿئي ٿي جڏهن ڊوائيس سان ڳنڍيل هجي. اها توانائي ائٽم ۽ ماليڪيولز جي وچ ۾ ڪيميائي بانڊن ۾ غير فعال رهي ٿي جيستائين بيٽري هڪ سرڪٽ مڪمل نه ڪري ۽ خارج ٿيڻ شروع ڪري.
بيٽري توانائي جي ٻٽي فطرت
بيٽريون ٻن توانائي رياستن جي وچ ۾ قابل ذڪر تبديلي جي ذريعي ڪم ڪن ٿيون. اسٽوريج دوران، توانائي موجود هوندي آهي ڪيميائي صلاحيت جي طور تي-بيٽري جي اليڪٽروڊس ۽ اليڪٽرولائيٽ جي ماليڪيولر ڍانچي ۾ بند ٿي ويندي آهي. جڏهن توهان هڪ ڊوائيس کي طاقت ڏيڻ لاءِ بيٽري کي ڳنڍيندا آهيو، اها ذخيرو ٿيل ڪيميائي توانائي اليڪٽرڪ ڪيميائي رد عمل ذريعي برقي توانائي ۾ تبديل ٿي ويندي آهي.
هي ٻٽي فطرت بيٽرين کي ٻين طاقت جي ذريعن کان ڌار ڪري ٿي. پاور آئوٽ ليٽ جي برعڪس جيڪو مسلسل برقي وهڪري کي پهچائي ٿو، يا هڪ ايندھن جيڪو دھڻ ذريعي توانائي جاري ڪري ٿو، بيٽريون ڪيميائي ۽ برقي ڊومينز ٻنهي کي پل ڪن ٿيون. بيٽري جي مواد ۾ ڪيميائي بانڊ توانائي کي هڪ مستحڪم، تيار-استعمال ڪرڻ لاءِ-فارم ۾ رکي ٿو جيستائين هڪ خارجي سرڪٽ تبديلي جي عمل کي شروع نه ڪري.
تبديلي آڪسائيڊشن جي ذريعي ٿئي ٿي-بيٽري جي اليڪٽروڊس تي ريڊڪس (ريڊڪس) رد عمل. منفي اليڪٽرروڊ (انوڊ) تي، آڪسائيڊشن اليڪٽرانن کي جاري ڪري ٿو. اهي اليڪٽران توهان جي ڊوائيس جي سرڪٽ ذريعي وهندا آهن، ڪم کي انجام ڏيڻ. ان کان علاوه، مثبت اليڪٽرروڊ (ڪيٿوڊ) تي، گھٽتائي واري رد عمل انهن اليڪٽرانن کي قبول ڪري، چڪر کي مڪمل ڪندي. هن سڄي عمل دوران، آئنز بيٽري جي اليڪٽرولائيٽ ذريعي چارج توازن برقرار رکڻ لاءِ منتقل ٿين ٿا.
بيٽرين ۾ ڪيميائي امڪاني توانائي کي سمجهڻ
ڪيميائي امڪاني توانائي ماليڪيولر بانڊن ۾ ذخيرو ٿيل توانائي جي نمائندگي ڪري ٿي- اهي قوتون جيڪي ائٽم کي گڏ ڪن ٿيون مرکبات ۾. بيٽرين ۾، هي توانائي اسٽوريج ميڪانيزم ٻين واقف ڪيميائي توانائي سسٽم جي برابر آهي. گيسولين جا ماليڪيول ڪيميائي توانائي جو ذخيرو ڪن ٿا جيڪي ڪمبشن انجڻ ميخانياتي توانائي ۾ تبديل ڪن ٿا. ڪاٺ ۾ ڪيميائي بانڊ شامل آهن جيڪي جلندڙ گرمي ۾ تبديل ٿي ويندا آهن. بيٽريون هڪجهڙي اصول جي پيروي ڪن ٿيون پر هڪ اهم فرق سان: اهي ڪيميائي توانائي کي سڌو سنئون بجليءَ ۾ تبديل ڪن ٿيون بغير داغ يا مشيني وچولي جي.
بيٽري ۾ مخصوص ڪيميائي مرڪب ان جي توانائي جي گنجائش ۽ وولٹیج جو تعين ڪن ٿا. ليٿيم-آئن بيٽريون، مثال طور، ليٿيم آئنز ذريعي توانائيءَ کي ذخيرو ڪنديون آهن گريفائٽ ۽ ليٿيم جي وچ ۾ حرڪت ڪندي-جنهن تي مشتمل مرکبات. ليڊ-ايڊ بيٽريون ليڊ، ليڊ ڊاءِ آڪسائيڊ، ۽ سلفورڪ ايسڊ جي وچ ۾ رد عمل تي ڀاڙين ٿيون. هر ڪيمسٽري پنهنجي ڪيميائي بانڊ جي طاقت ۽ موٽڻ جي بنياد تي مختلف توانائي اسٽوريج خاصيتون پيش ڪري ٿي.
توانائي جي کثافت-بيٽري پنهنجي وزن جي نسبت ڪيتري توانائي رکي ٿي-ان جو دارومدار سڌو سنئون ان جي مواد جي ڪيميائي صلاحيت تي آهي. انرجي ڊپارٽمينٽ پاران ڪيل تحقيق مان ظاهر ٿئي ٿو ته ليٿيم- آئن بيٽري سيلز 2010 کان وٺي في ڪلوگرام تائين پنهنجي توانائي جي ذخيري کي ٽي ڀيرا وڌائي ڇڏيو آهي، بنيادي طور تي اليڪٽروڊس ۾ استعمال ٿيندڙ ڪيميائي مرڪب ۽ ساخت کي بهتر ڪرڻ جي ذريعي.
ڪيميائي امڪاني توانائي جي استحڪام بيٽرين کي غير معمولي اسٽوريج ڊوائيسز ٺاهيندي آهي. تارن ذريعي وهندڙ بجليءَ جي برعڪس (ڪائناتڪ انرجي) يا کمپريس ٿيل هوا (مڪينيڪل امڪاني توانائي)، بيٽرين ۾ ڪيميائي بانڊ گهٽ ۾ گهٽ نقصان سان وڌايل مدي تائين توانائي رکي سگهن ٿا. جديد ليٿيم-آئن بيٽريون پنهنجي چارج جو صرف 1-2٪ في مهيني وڃائينديون آهن جڏهن بيڪار رهي ٿي - اهو ثبوت آهي ته ڪيميائي بانڊ ڪيئن موثر طريقي سان توانائي کي محفوظ ڪن ٿا.
توانائي جي تبديلي جو عمل: ڪيميائي کان برقي تائين
ڪيميائي کان برقي توانائي جي تبديلي ۾ صحيح طور تي ڪوريوگراف ٿيل ايٽمي تحريڪن شامل آهن. جڏهن توهان پنهنجي فون جي پاور بٽڻ کي دٻايو يا پنهنجي ڪار جي اگنيشن کي ڦيرايو، توهان هڪ برقي سرڪٽ کي مڪمل ڪيو جيڪو بيٽري جي اندر ڪيميائي رد عمل جي ڪاسڪيڊ کي متحرڪ ڪري ٿو.
هتي ڪيئن تبديلي ظاهر ٿئي ٿي:
انوڊ تي (منفي ٽرمينل)، آڪسائيڊريشن رد عمل اليڪٽرانن کي اليڪٽروڊ مادي ۾ ايٽم کان ڌار ڪري ٿو. ليٿيم-آئن جي بيٽري لاءِ، گريفائيٽ انوڊ تي ليٿيم ايٽم پنهنجا اليڪٽران ڇڏيا آهن ۽ مثبت طور تي چارج ٿيل ليٿيم آئنز بڻجي ويندا آهن. هي اليڪٽران ڇڏڻ ٽرمينل تي منفي چارج وڌائي ٿو.
خارجي سرڪٽ جي ذريعي، اهي آزاد ٿيل اليڪٽران مثبت ٽرمينل ڏانهن وهندا آهن، توهان جي ڊوائيس ذريعي سفر ڪندي ۽ رستي ۾ ان کي طاقت ڏيڻ. هي اليڪٽران جي وهڪري کي برقي ڪرنٽ ٺاهي ٿو جيڪو توهان جي اسمارٽ فون، ليپ ٽاپ، يا برقي گاڏي کي هلائي ٿو.
بيٽري جي اندر، ليتيم آئنز انوڊ مان مائع يا جيل اليڪٽرولائيٽ ذريعي ڪيٿوڊ طرف منتقل ٿين ٿا. اليڪٽرولائٽ هڪ آئن هاءِ وي جي طور تي ڪم ڪري ٿو جڏهن ته اليڪٽران جي وهڪري کي روڪيندي آهي-اليڪٽران کي مجبور ڪري ٿو ته توهان جي ڊوائيس ذريعي ٻاهرئين رستو وٺي.
ڪيٿوڊ تي (مثبت ٽرمينل), گھٽتائي رد عمل ٿئي ٿي جيئن ڪيٿوڊ مواد خارجي سرڪٽ مان ايندڙ اليڪٽرانن کي قبول ڪري ٿو. ان سان گڏ، اليڪٽرولائيٽ ذريعي پهچندڙ ليتيم آئنز انهن اليڪٽرانن سان ملن ٿا، اليڪٽرڪ ڪيميڪل چڪر کي مڪمل ڪن ٿا.
اهو عمل جاري رهندو جيستائين سرڪٽ بند رهي ۽ رد عمل وارو مواد اليڪٽروڊس تي موجود رهي. پيدا ٿيندڙ وولٽيج-عام طور تي الڪائن بيٽرين لاءِ 1.5V يا ليٿيم لاءِ 3.7V في سيل-آئن-انوڊ ۽ ڪيٿوڊ مواد جي وچ ۾ ڪيميائي صلاحيت ۾ فرق تي منحصر آهي.
عمل کي ريورس ڪرڻ: ريچارجبل بيٽرين
ريچارجبل بيٽريون ريورس ٽرانسفارميشن کي فعال ڪن ٿيون. جڏهن توهان پنهنجي فون چارجر ۾ پلگ ان ڪندا آهيو، توهان ٻاهرين برقي توانائي لاڳو ڪندا آهيو جيڪا ڪيميائي رد عمل کي پوئتي ڌڪيندي آهي. اليڪٽران انوڊ ۾ زبردستي اصل ڪيميائي مرڪب کي بحال ڪري ٿو، بيٽري جي ڪيميائي امڪاني توانائي کي ٻيهر تعمير ڪري ٿو. هي ريورسيبلٽي ريچارجبل بيٽرين کي اڪيلو-استعمال جي قسمن کان ڌار ڪري ٿي، جيتوڻيڪ هر چارج-ڊسچارج چڪر ۾ معمولي تبديليون متعارف ڪرايون وينديون آهن جيڪي آهستي آهستي بيٽري جي گنجائش کي گهٽائينديون آهن.
MIT ۾ سائنسدانن نوٽ ڪيو ته سمجھڻ ته ڇو اهي رد عمل مڪمل طور تي چارج ڪرڻ دوران رد نه ڪندا آهن هڪ سرگرم تحقيقي علائقو رهي ٿو. نامڪمل پٺڀرائي وضاحت ڪري ٿي ڇو ته فون بيٽريون آخرڪار ظرفيت وڃائي ويٺيون آهن-الیکٹروڊ جي جوڙجڪ ۾ ذيلي تبديليون ۽ اليڪٽرولائٽ ڪيمسٽري سوين چڪرن ۾ گڏ ٿي.
بيٽري جا مختلف قسم ۽ انهن جي ڪيميائي توانائي سسٽم
بيٽري ڪيمسٽري وڏي پيماني تي مختلف آهي، هر هڪ پيش ڪيل مختلف فائدن تي ٻڌل ڪيميائي رد عمل جي بنياد تي:
ليٿيم-آئن بيٽريون
اهي غالب ريچارجبل بيٽريون ليٿيم-آئن جي حرڪت ذريعي توانائي کي ٻن ليٿيم- تي مشتمل هونديون آهن. انهن جي اعلي توانائي جي کثافت-عام طور تي 150-250 واٽ- ڪلاڪ في ڪلوگرام- انهن کي پورٽبل اليڪٽرانڪس ۽ برقي گاڏين لاءِ مثالي بڻائي ٿو. ڪيميائي توانائي ٻنهي اليڪٽروڊس تي ريورسيبل ليتيم داخل ڪرڻ واري رد عمل ۾ رهي ٿي.
ليڊ- تيزابي بيٽريون
1859ع کان وٺي، ليڊ ايسڊ بيٽريون ليڊ، ليڊ ڊاءِ آڪسائيڊ، ۽ سلفورڪ ايسڊ جي وچ ۾ رد عمل ذريعي توانائي جو ذخيرو ڪن ٿيون. خارج ٿيڻ دوران، ٻئي اليڪٽروڊ ليڊ سلفيٽ ۾ تبديل ٿيندا آهن جڏهن ته سلفورڪ ايسڊ ڳري ويندو آهي. چارج ڪرڻ انهن ردعمل کي رد ڪري ٿو، اصل مواد کي بحال ڪري ٿو. جيتوڻيڪ ڳري ۽ گھٽ توانائي-ليٿيم-آئن بيٽرين کان گھڻا آهن، انهن جي قابل اعتماد ڪيمسٽري ۽ گهٽ قيمت گاڏين جي شروعاتي ايپليڪيشنن ۾ سندن تسلط برقرار رکي ٿي.
Alkaline بيٽرين
اڪيلو-الڪائن بيٽرين جو استعمال زنڪ ۽ مينگنيز ڊاءِ آڪسائيڊ رد عمل کي الڪائن الیکٹرولائيٽ ۾ استعمال ڪن ٿا. زنڪ جي آڪسائيڊشن ۽ مينگنيز ڊاءِ آڪسائيڊ جي گھٽتائي ۾ ذخيرو ٿيل ڪيميائي توانائي گھٽ-ڊرين ڊوائيسز لاءِ قابل اعتماد، ڊگھي طاقت فراهم ڪري ٿي. انهن جي ڪيمسٽري آساني سان ريورس نه ٿي ڪري، انهن کي ٻيهر چارج ڪرڻ لاء غير مناسب بڻائي ٿو.
اڀرندڙ ڪيميا
تحقيق جاري آهي ناول جي بيٽري ڪيمسٽري ۾ جيڪا توانائي جي اسٽوريج ۾ انقلاب آڻي سگهي ٿي. سولڊ-اسٽٽ بيٽريون مائع اليڪٽرولائٽس کي مضبوط مواد سان تبديل ڪنديون آهن، امڪاني طور تي توانائي جي کثافت کي ٽي ڀيرا ڪندي جڏهن ته حفاظت کي بهتر بڻائيندي. ليٿيم- سلفر بيٽريون اڃا به وڌيڪ نظرياتي توانائي جي کثافت جو واعدو ڪن ٿيون. اهي پيش رفت ڪيميائي سسٽم ڳولڻ تي ڌيان ڏين ٿيون جيڪي وڌيڪ توانائي کي وڌيڪ محفوظ، محفوظ پيڪيجز ۾ محفوظ ڪن ٿا.
ڇو ڪيميائي توانائي بيٽرين کي عملي بڻائي ٿي
ڪيميائي توانائي جي ذخيري جو انتخاب صوابديدي نه آهي-اهو منفرد عملي فائدا پيش ڪري ٿو:
توانائي جي کثافت: ڪيميائي بانڊ ڪافي توانائيءَ کي ڪمپيڪٽ حجمن ۾ ڀريندا آهن. ليٿيم-آئن بيٽريون 150-250 Wh/kg حاصل ڪن ٿيون، تمام گهڻي ميڪيڪل اسٽوريج طريقن جهڙوڪ flywheels (5-130 Wh/kg) يا حتي ڪمپريسڊ ايئر سسٽم.
اسٽوريج جي مدت: ڪيميائي امڪاني توانائي وڌايل عرصي تائين مستحڪم رهي ٿي. ڪيپيسٽرز ۾ برقي چارج جي برعڪس، جيڪو ڪلاڪن اندر ليڪ ٿي وڃي ٿو، بيٽري ڪيمسٽري مهينن يا سالن تائين توانائي کي گهٽ ۾ گهٽ خود-ڊسچارج سان برقرار رکي ٿي.
پورٽبلٽي: بيٽري جي مواد جي سڪل يا نيم-سٺو نوعيت پورٽبل پاور کي فعال ڪري ٿي. توهان آساني سان پاور پلانٽ يا ونڊ ٽربائن کڻي نٿا سگهو، پر هڪ بيٽري تي مشتمل ڪيميائي توانائي وڃي ٿي جتي توهان کي ضرورت هجي.
ڪنٽرول ٿيل ڇڏڻ: بيٽرين ۾ ڪيميائي رد عمل قابل انتظام شرحن تي ٿئي ٿو، مستحڪم بجلي جي پيداوار مهيا ڪري ٿي. اليڪٽرولائيٽ ۽ اليڪٽرروڊ ڊيزائن کي منظم ڪن ٿا ته ڪيئن جلدي ڪيميائي توانائي بجلي ۾ بدلجي ٿي، خطرناڪ تيز خارج ٿيڻ کي روڪڻ.
اسڪاليبلٽي: بيٽري سسٽم پيماني تي ننڍڙن بٽڻن جي سيلن مان، ٻڌڻ جي مدد کي طاقت ڏئي ٿو وڏي گرڊ-اسٽوريج تنصيب. ساڳئي بنيادي ڪيمسٽري هن پوري رينج ۾ ڪم ڪري ٿي، توانائي جي صلاحيت سان صرف رد عمل واري مواد جي مقدار سان طئي ڪئي وئي آهي.
انرجي بيلنس: جيڪو اندر وڃي ٿو اهو ضرور نڪرڻ گهرجي
بيٽري توانائي اسٽوريج thermodynamic قانونن تي عمل ڪري ٿو. جيڪا برقي توانائي توهان ڪڍو ٿا اها چارج ڪرڻ دوران ذخيرو ٿيل ڪيميائي توانائي کان وڌيڪ نه ٿي سگهي-حقيقت ۾، اها هميشه ناگزير نقصانن جي ڪري گهٽ هوندي آهي.
جديد ليٿيم آئن بيٽرين لاءِ چارجنگ ۽ ڊسچارج ڪارڪردگي عام طور تي 80-95٪ کان ٿيندي آهي. "غائب" توانائي غائب نه ٿي؛ اهو مختلف ميکانيزم ذريعي گرمي ۾ تبديل ڪري ٿو:
اليڪٽرروڊس ۽ موجوده ڪليڪٽرن ۾ مزاحمت ڪجهه توانائي کي گرميء جي طور تي ختم ڪري ٿو
اليڪٽرولائٽ ذريعي آئن جي حرڪت رگڙ کي منهن ڏئي ٿي، حرارتي توانائي پيدا ڪري ٿي
پاسي جا رد عمل-ناچاهيل ڪيميائي عمل-ننڍي مقدار ۾ توانائي خرچ ڪن ٿا
ليتيم داخل ڪرڻ دوران اليڪٽرروڊ مواد ۾ ساختي تبديليون توانائي جذب ڪن ٿيون
هي ڪارڪردگيءَ جو خيال ايپليڪيشنن لاءِ ضروري آهي جهڙوڪ گرڊ-اسڪيل انرجي اسٽوريج. رات جي استعمال لاءِ شمسي توانائي کي ذخيرو ڪرڻ واري سهولت کي اسٽوريج چڪر ۾ 5-20٪ توانائي جي نقصان جو حساب ڏيڻ گهرجي. پيدا ٿيل گرمي پڻ وڏي بيٽري تنصيب ۽ برقي گاڏين ۾ حرارتي انتظامي نظام جي ضرورت آهي.
بنيادي توانائي جي تبديلي رهي ٿي: برقي توانائي → ڪيميائي امڪاني توانائي (چارج دوران) → برقي توانائي (ڊسچارج دوران). ڪابه بيٽري توانائي پيدا نه ڪندي؛ اهو صرف ذخيرو ڪري ٿو ۽ ان کي ڪيميائي رد عمل ذريعي جاري ڪري ٿو.
بيٽري توانائي کي ماپڻ: اهم وضاحتون
ڪيترائي وضاحتون بيان ڪن ٿيون بيٽري جي توانائي جون خاصيتون:
ظرف(amp-hours or Ah ۾ ماپيل) ظاهر ڪري ٿو ڪل چارج جيڪا بيٽري پهچائي سگهي ٿي. هڪ 2000mAh فون جي بيٽري نظرياتي طور تي مهيا ڪري سگهي ٿي 2 amps هڪ ڪلاڪ لاءِ، يا 0.5 amps چئن ڪلاڪن لاءِ.
توانائي جو مواد(واٽ-ڪلاڪ يا Wh ۾ ماپيل) ڪل ڪم جي نمائندگي ڪري ٿو جيڪو بيٽري انجام ڏئي سگهي ٿي. ان کي ڳڻپيو ظرفيت کي وولٽيج سان ضرب ڪندي: هڪ 3.7V، 2000mAh جي بيٽري 7.4 Wh توانائي تي مشتمل آهي.
توانائي جي کثافت(Wh/kg يا Wh/L) بيان ڪري ٿو ڪيتري توانائي هڪ ڏنل ماس يا حجم ۾ رهي ٿي. اعلي توانائي جي کثافت جو مطلب آهي وڌيڪ طاقت هڪ هلڪي، ننڍي پئڪيج ۾-برقي گاڏين ۽ پورٽبل اليڪٽرانڪس لاءِ اهم.
طاقت جي کثافت(W/kg) ظاهر ڪري ٿو ته هڪ بيٽري ڪيتري جلدي پنهنجي ذخيرو ٿيل توانائي پهچائي سگهي ٿي. اعلي طاقت جي کثافت جو معاملو ايپليڪيشنن لاءِ تيز توانائي جي خارج ٿيڻ جي ضرورت آهي، جهڙوڪ پاور اوزار يا برقي گاڏين جي تيز رفتار.
سائيڪل زندگيماپ ڪري ٿو ته ڪيترا چارج-ڊسچارج چڪر هڪ بيٽري برداشت ڪري ٿي ان کان اڳ جو ظرفيت تمام گهڻو گهٽجي وڃي. هي تفصيل سڌو سنئون ان ڳالهه سان لاڳاپيل آهي ته ريچارج ڪرڻ دوران ڪيميائي رد عمل ڪيترو بهتر ٿئي ٿو.
بيٽري توانائي بابت عام غلط فهميون
غلط فڪر: بيٽريون بجليءَ جو ذخيرو ڪن ٿيونحقيقت: بيٽريون ڪيميائي توانائي کي ذخيرو ڪن ٿيون ۽ طلب تي بجلي پيدا ڪن ٿيون. بجلي اليڪٽرانن جو وهڪرو آهي بيٽريون ان جي بدران توانائي کي ڪيميائي شڪل ۾ محفوظ ڪنديون آهن، جڏهن ضرورت هجي ته ان کي اليڪٽريڪل ڪرنٽ طور جاري ڪنديون آهن.
غلط فڪر: سڀ بيٽريون ساڳيو ڪم ڪن ٿيونحقيقت: مختلف بيٽري ڪيمسٽري مختلف ڪيميائي رد عمل کي استعمال ڪن ٿا. هڪ ليٿيم-آئن جي بيٽري جو انرجي اسٽوريج ميڪانيزم بنيادي طور تي ليڊ-اسڊ يا الڪائن بيٽري کان مختلف آهي، جيتوڻيڪ سڀئي ڪيميائي ۽ برقي توانائي جي وچ ۾ تبديل ٿيڻ جي بنيادي اصول تي عمل ڪن ٿا.
غلط فهمي: بيٽريون ظرفيت وڃائي ويٺيون ڇو ته بجلي نڪرندي آهيحقيقت: ظرفيت جي تباهي اليڪٽرروڊ مواد ۽ اليڪٽرولائيٽ ڪيمسٽري ۾ ناقابل واپسي تبديلين جي ڪري ٿئي ٿي. بار بار آئن داخل ڪرڻ ۽ هٽائڻ سان بتدريج ڪرسٽل ڍانچي کي تبديل ڪري ٿو، نوان ڪيميائي مرڪب ٺهن ٿا، ۽ اليڪٽرولائيٽ ٿورڙو ڊهي ٿو. اهي مجموعي تبديليون رد ڪرڻ واري ڪيميائي توانائي جي ذخيري جي مقدار کي گھٽائي ٿي.
غلط فڪر: ٿڌي درجه حرارت بيٽرين کي ختم ڪري ٿيحقيقت: گهٽ درجه حرارت بيٽرين مان توانائي نه ڪڍندو آهي. ان جي بدران، اهي توانائي جي تبديلي لاء ذميوار ڪيميائي رد عمل کي سست ڪن ٿا. توانائي محفوظ رهي ٿي، پر بيٽري گهٽ طاقت فراهم ڪري ٿي ڇاڪاڻ ته رد عمل سردي ۾ سست رفتاري سان اڳتي وڌندا آهن.
ڪيميائي توانائي اسٽوريج جو مستقبل
بيٽري ٽيڪنالاجي ترقي ڪري رهي آهي جيئن محقق نوان ڪيميائي نظام دريافت ڪن ٿا ۽ موجوده کي بهتر ڪن ٿا. ڪيترين ئي ترقيات کي وڌائڻ جو واعدو ڪيو ويو ته بيٽرين کي ڪيميائي توانائي ڪيئن ذخيرو ۽ پهچائڻ:
سولڊ- اسٽيٽ بيٽريونمائع اليڪٽرولائٽس کي مضبوط مواد سان تبديل ڪريو، ممڪن طور تي ليتيم ميٽيل انوڊس کي اجازت ڏين ٿيون جيڪي وڌيڪ توانائي جو ذخيرو ڪن ٿا. ابتدائي پروٽو ٽائپس 400 Wh/kg-تقريبا ٻيڻو موجوده ليٿيم-آئن ٽيڪنالاجي جي ويجهو پهچي توانائي جي کثافت کي ظاهر ڪن ٿا.
Silicon anodesروايتي گريفائٽ انوڊس جي مقابلي ۾ ليٿيم-آئن جي صلاحيت کي 20-40٪ وڌائي سگھي ٿو. سلڪون وڌيڪ ليتيم آئنز کي گڏ ڪري ٿو، ساڳئي مقدار ۾ اضافي ڪيميائي توانائي کي محفوظ ڪري ٿو.
ترقي يافته electrolytesنوان سالوينٽس ۽ اضافو استعمال ڪرڻ سان بيٽرين کي ڪم ڪرڻ جي قابل ٿي سگھي ٿي گرمي جي وسيع حدن ۾ ڪم ڪرڻ جي لاءِ جڏهن ته ڪيميڪل- کان- بجلي جي تبديليءَ ۾ اعليٰ ڪارڪردگي برقرار رکي ٿي.
ليٿيم- سلفر ڪيميا500 Wh/kg کان وڌيڪ نظرياتي توانائي جي کثافت پيش ڪري ٿو سلفر جي اعلي توانائي جي اسٽوريج گنجائش کي استعمال ڪندي. سائيڪلنگ دوران سلفر جي تحليل جي چوڌاري ٽيڪنيڪل چئلينج في الحال تجارتي استحڪام کي محدود ڪن ٿا.
سوڊيم-آئن بيٽريوناسٽيشنري اسٽوريج لاءِ ليٿيم تي ٻڌل سسٽم جو هڪ امڪاني متبادل مهيا ڪريو جتي وزن گھٽ هجي. سوڊيم جي گهڻائي ۽ گھٽ قيمت وڏي-پيماني تي ڪيميائي توانائي جي ذخيري کي جمهوري ڪري سگهي ٿي.
اهي پيش رفت هڪ گڏيل مقصد سان حصيداري ڪن ٿا: وڌيڪ ڪيميائي امڪاني توانائي کي هلڪو، محفوظ، ڊگھي-پاڻيدار پيڪيجز ۾ پيڪ ڪرڻ جڏهن ته برقي توانائي ۾ تبديلي جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي.
اڪثر پڇيا ويا سوال
ڇا بيٽري ۾ توانائي ڪيميائي يا برقي آهي؟
بيٽريون ڪيميائي امڪاني توانائي کي ذخيرو ڪن ٿيون ۽ خارج ٿيڻ دوران ان کي برقي توانائي ۾ تبديل ڪن ٿيون. ذخيرو ڪرڻ دوران، توانائي جوهر جي وچ ۾ بانڊ ۾ ڪيميائي صلاحيت جي طور تي موجود آهي. صرف فعال خارج ٿيڻ دوران هي ڪيميائي توانائي هڪ سرڪٽ ذريعي وهندڙ برقي توانائي بڻجي ٿي.
ڇا توهان بيٽري ۾ ذخيرو ٿيل توانائي وڌائي سگهو ٿا؟
توهان بيٽري جي ٺاهيل ظرفيت کان وڌيڪ توانائي شامل نٿا ڪري سگهو-اهو اليڪٽروڊس ۾ ڪيميائي مواد جي مقدار ۽ قسم سان طئي ڪيو ويندو آهي. بيٽري کي ”اوور چارج“ ڪرڻ جي ڪوشش ڪرڻ سان رد عمل ٿئي ٿو جيڪو مواد کي نقصان پهچائي سگھي ٿو يا حفاظتي خطرا پيدا ڪري سگھي ٿو. بهرحال، محقق مسلسل نئين بيٽري ڪيمسٽري کي ترقي ڪن ٿا جيڪي ساڳئي حجم ۾ وڌيڪ توانائي محفوظ ڪن ٿا.
بيٽرين کي چارج ڪرڻ يا ڊسچارج ڪرڻ وقت گرم ڇو ٿين ٿا؟
ڪيميائي ۽ برقي شڪلن جي وچ ۾ توانائي کي تبديل ڪرڻ وارا ڪيميائي رد عمل مڪمل طور تي ڪارائتو نه آهن. آئن جي حرڪت ۽ اليڪٽران جي وهڪري جي مزاحمت، ان سان گڏ ننڍا ننڍا رد عمل، ڪجهه توانائي کي گرمي ۾ تبديل ڪن ٿا. فاسٽ چارجنگ يا خارج ڪرڻ انهن عملن کي تيز ڪري ٿو، وڌيڪ گرمي پيدا ڪري ٿو.
ڪيميائي توانائي ڪيتري وقت تائين بيٽري ۾ محفوظ رهي سگهي ٿي؟
جديد بيٽريون سالن تائين توانائي ذخيرو ڪري سگھن ٿيون، تدريجي پاڻ-ڊسچارج سان. Alkaline بيٽريون پنجن سالن جي اسٽوريج کان پوءِ 85-90% ظرفيت برقرار رکن ٿيون. ليٿيم-آئن بيٽريون پاڻ-تقريبا 1-2٪ مهيني تي ڊسچارج ٿين ٿيون. بيٽري مواد جي ڪيميائي استحڪام اسٽوريج جي مدت کي طئي ڪري ٿو- وڌيڪ مستحڪم ڪيميائي بانڊ توانائي کي وڌيڪ برقرار رکي ٿو.
آخري خيالات
ڪيميائي امڪاني توانائي بيٽرين کي انسانيت جي سڀ کان ورسٽائل توانائي اسٽوريج حلن مان هڪ بڻائي ٿي. هي توانائي فارم مستحڪم، پورٽبل، اسپيبلبل طاقت فراهم ڪري ٿو جنهن تي جديد تمدن تي منحصر آهي. توهان جي کيسي ۾ موجود فون کان وٺي اسان جي روڊن تي برقي گاڏين تائين گرڊ تائين-قابل تجديد توانائي کي متوازن ڪرڻ واري پيماني تي تنصيب-سڀئي انحصار ڪيمسٽري جي قابليت تي آهي محفوظ طريقي سان ذخيرو ڪرڻ ۽ گهرج تي توانائي ڇڏڻ جي.
بيٽري ڪيمسٽري جو مسلسل ارتقا اڃا به وڌيڪ موثر توانائي اسٽوريج جو واعدو ڪري ٿو. جيئن ته محقق نئين ڪيميائي سسٽم کي انلاڪ ڪن ٿا ۽ موجوده کي بهتر ڪن ٿا، بيٽريون وڌيڪ توانائي کي ننڍڙن، لائٽر، محفوظ پيڪيجز ۾ پيڪ ڪنديون. سمجھڻ ته بيٽريون بنيادي طور تي ڪيميائي توانائي جا آلات آھن-برقي نه آھن- انھن جي صلاحيتن ۽ حدن کي ساراھڻ ۾ مدد ڪري ٿي جيئن اسان ھڪڙي وڌندڙ برقي دنيا کي ٺاھيون ٿا.
اهم ترڪيبون
بيٽرين جو دڪانڪيميائي امڪاني توانائيانهن جي اليڪٽرروڊ مواد ۽ اليڪٽرولائٽ جي ماليڪيولر بانڊ ۾
هي ڪيميائي توانائيبرقي توانائي ۾ تبديل ڪري ٿوبرقي ڪيميائي رد عمل جي ذريعي جڏهن بيٽري هڪ ڊوائيس کي طاقت ڏئي ٿي
مختلف بيٽري ڪيميسٽريز (ليٿيم-آئن، ليڊ-تيزاب، الڪائن) الڳ ڪيميائي رد عمل استعمال ڪن ٿيون پر ساڳئي بنيادي توانائي جي تبديليءَ جي اصول تي عمل ڪن ٿيون.
ڪيميائي توانائي اسٽوريج جا فائدا پيش ڪري ٿواعلي توانائي جي کثافت, ڊگھي-مدت استحڪام، ۽پورائيبلٽي
بيٽري جي ڪارڪردگي جي حد 80-95٪ کان آهي، ڪيميائي-اليڪٽريڪل تبديلين دوران گم ٿيل توانائي گرميءَ ۾ تبديل ٿيڻ سان
تجويز ڪيل اندروني لنڪ جا موقعا
ڪئين بيٽريون وقت سان گڏ خراب ٿين ٿيون (بيٽري جي عمر ۽ سار سنڀال)
بيٽري ڪيميسٽري جو مقابلو (ليٿيم-آئن بمقابله ليڊ-اسڊ بمقابله الڪائن)
بيٽري جي حفاظت ۽ حرارتي انتظام
برقي گاڏي جي بيٽري ٽيڪنالاجي
گرڊ-پيماني تي توانائي اسٽوريج حل
بيٽري ريسائڪلنگ ۽ استحڪام