Bushe Amaka ya Busuma ni shani?

Amaka ya pa lwakwe yapima ubukulu bwa maka ayasungilwe pa ciputulwa ca fipe nangu inshila. Ukusokolwelwa mu ma jougram pa kilogram (J/kg) nangu umunofu) nangu umukonko(11)} ama kilogram (Whh), iyi metric ilalanga amaka ayo umuntu engabomfya, ukucilenga ukuba icacindama ku kupenda amaka ya kusunga amaka no kumfwikisha amaka ya fipe.

Amaka ya pa lwakwe yalipusana nga nshi ukufuma ku bukulu bwa maka, nangula amashiwi ilingi line yalapumfyanishiwa. Nangu cakuti ubufuuke bwa maka bwapima amaka pa cipimo cimo (Na/Lh), amaka ayalinga yabika fye amano ku bukulu. Uku kwaluka kwalicindama nga nshi mu kubomfya uko ifishinte fya kufina filenga ukusalapo kwa kupanga[2 {2} ukufuma ku fipe fya mu lwelele ukufika ku fipe fya kutwala ku motoka sha maka.

Ifya sayansi ifya ku numa ya maka ya pa lwabo fisanshamo ubucibusa pa kati ka maka yasungilwe no bukulu ubulekabilwa pa kuti bube. Mu mabatiri, ici cifumyamo amaka ukufuma ku mibele ya kemikali iyakanishiwa na mabumba yonse aya malaiti, aya maka, aya kupaatukanya, na ya kupaatukanya. Pa mafuta, cimininako ukutenta ukwafumine mu nshita ya kupya ukulingana no bukulu bwa mafuta.

Specific Energy

Amabatiri ya ku mpela ya mubili yalanga umulandu amaka ya pa lwabo yalicindama mu fya sayansi ifya muno nshiku. Umulomo wa nomba(WA {2 {15 {50} 270 Wh/kg, ukulenga amafoni ya ku minwe ukubomba pa maawala na mamotoka ya maka ku kwenda amakilomita amakumi yabili. Ukulingana, amabateri ya cifyalilwa aya kutungulula-ayatungulula yaletwala fye 30-50 Wh/kg, ukulondolola umulandu bapilibulwe sana mu kubomfya kwa kutwala nangu ca kutila umutengo wa iko uwacepa.

Ifyakupangapanga ifya nomba line filasuntinkanya aya mipaka ukucilapo. Iciputulwa ca nshita, amabatiri ayalanda pa maka ya kukuula aya maka ukucila pali 350 Wh/kg, lintu umutande wa pa muulu wa muputule wa pa muulu wa ng’anda(31) uwa pa muulu wa fipe ukufuma ku makampani pamo nga Amerss yalanga 400 Wh/kg mu kubomfya kwa pa lwabo ukwa kupanga. Uku kulunduluka kulapilibula mu nshita itali iya kubomfya ifipe nelyo motoka iyalepa ukwabula ukulundako ubukata.

Amaka ya ma battery yashintilila pa fintu ifingi: ifipe fya maka, ifipe fya mubili, no kupanga bwino. Nickel{1- cilafumyapo ukusunga kwa maka lelo ukulanga amafya ya kucingililwa. Amakoodi ya silfere yalapeela amaka ayacilapo ukucila pa cilangililo ca cifyalilwa lelo ishibeni ukukulisha kwa bukulu mu nshita ya kulipilisha. Ukusalapo konse ukwa mipangilwe kwimininako ukucimfya pakati ka maka ayalinga na fimbi ifya mibombele pamo nga ubumi bwa muputule, ubucingo, no mutengo.

Amafuta ya fussel yasunga amaka ayacilapo ukucila amabatiri. Iciputulwa ca nshita cili mupepi na 12,700 Wh/kg (46 MJ/kg), lintu sisel yafika kuli 13,000 Wh/kg. Ici cilondolola umulandu, nangula amakumi ya myaka aya kulunduluka kwa battery, amafuta ya menshi yashala ayacilapo mu ndeke kabili inshita itali{7}} aya kutwala umubili umo ubukata bwacilapo ukucindama.

Hydrogen ilalanga umulandu wa kusekesha uwakwata amaka ya pa lwabo aya 33,300 Wh/kg{2} ilingi line imiku itatu iya petroli. Na lyo line, ubufumo bwa iko ubunono nga nshi bulafwaya ukufina[4} ukukakatika nangu ukutonta kwa mipangilwe, ukulundako ubukulu bwa mibombele ubucefyako amaka ayalinga nga nshi. Ama gasi ya cifyalilwa ayapalako yalikwata amaka ayengi pa cipimo cimo lelo ilekabila inshila sha kusungilamo ifipe.

Mu fya kulya, amaka ya pa lwakwe yalapingula ubufumo bwa fipe. Amafuta yapeela mupepi na 38 kJ/g (9 Kal/g), ukucila pa miku ibili iya ma protein na ma protein pa 16{6} kJ/g (4 Kala/g umo umo). Ici cilondolola umulandu ifya kulya ifya pa muulukwetemo ifya pa muulu(7}} ifya kulya fikwata ifya kulya ifingi pa maka ya mu cipimo cimo cimo ica maka ya cipimfya.

Amanshi ya menshi yalakuma sana amaka ya fya kulya pantu amenshi yasanshako abantu abengi ukwabula ukusangwilako amaka. Imisalu iyapya kuti yakwata fye 0.5- kJ/g, lintu inseke shauma shacila pali 25 kJ/g, nangula fyonse fibili ukuba ifya kulya ifyafuma ku fimenwa.

Imipangile ya motoka ya malaiti ilashinguluka amaka ya maka ayaibela. Iciputulwa ca 75 kWh ica mabatiri ukubomfya ama cell ayakwata 250 Wh/kg alema 300 kg, ukwimininako mupepi na 15-20% iya bukulu bwa motoka. Ukuninina kwa maka ya battery ukufika kuli 350 Wh/kg kuti kwacefyako ici ku 214 kg, ukuipokolola { {8} kg ku maka ya baleenda nelyo ukucilapo.

Uku kucefyako ukufina kwapitisha ukupitila mu kupanga kwa motoka. Amamotoka ayapepuka yafwaya amaka ayanono aya kubutukisha no kukwela pa lupili, amamota ayanono, ne mibombele ya kuimikwa iya maka iyacepako. Iciputulwa ca nshita ica mabatiri cilafwaya amaka ya mabatiri aya 400{30}} 500 Wh/kg ku kupanga amamotoka ya malaiti-ukucimfyanya na mamotoka ya petroli, iyo ilekabila fye ukusenda 50-60 kg wa mafuta pa nshita imo ine.

Icinso ca ndeke ne fya mu lwelele ica mu lwelele nangu fye ni fyo amaka ya maka ayalungama. Cila kilogram yasuntinkanishiwe ku kusala indalama amakana ya madola mu mafuta, ukupanga amabatiri ya maka aya pa muulu ukuba ayacindama ku ba satelaiti na ku fipe fya mu lwelele. Ama NASA aya NASA yabomfya ama cell ya mu {-ons ayasalilwe fye ku kusakanisha kwabo ukwa maka no kucetekelwa mu kukaba ukwakulisha.

Ukutunguluka kwa maka ya malaiti kwashintilila pa kucimfya kwa mabatiri. Umulomo wa nomba uwa nomba uwa ku numa(11 {2{2}} amamotoka ya mu misumba, lelo indeke sha citungu shilefwaya amaka ya pa lwabo ukucila pali 500 Wi/kg pa kuti ibe iyalinga. Amakampani ayakonka indeke sha maka ya maka ya kuceeceeta ukukula kwa mabatiri, pantu ukuwamya kwa maka ayanono kulafungulula imipangile ya ndeke ishipya.

Abapanga amafoni ya mafoni balalinganisha amaka ya pa lwabo ku fintu fimbi pamo nga ukubutuka bwangu no kucingililwa. Amafoni ya nomba line yabomfya ama cell ayashinguluka 250 {2 {2 270 Wh/kg, ukulenga bonse{5}} ubushiku mu fibombelo ifipima amagramu 150-200. Ukulundako amaka ayaibela kulasuminisha ubumi bwa battery ubwalepa nangu ubwacepa, ubwayanguka ubwa mipangilwe-ubwalinga kuli bakabomfya.

Amabatiri ya ku nse ya calo yakwata ifishinte fyapalana lelo ne fya kubalilapo ifyapusana. Batiki ya laptop iyalinga ilapima amagramu 30-400 na matuuka 50-100 Wh, ukubomfya amaselo ayakwata amaka ayapalana na mafoni lelo ayalungishiwa ku misango yalekanalekana iya kufumishishamo ne mibele ya kukaba.

Amaka ayalungama na maka ayalungama fimininako imilinganine ya mibombele iyapusana. Amaka ya pa lwakwe (W/kg) yapima ifyo inshila kuti yapeela amaka, lintu amaka ayalinga yapima amaka yonse ayo yasunga. Amabateri ayalungishiwa ku maka aya pa muulu ayapeela amaka ayalinga, kabili ukucila.

Amabateri ya cimuti (LFP) yalalanga uku kusefya. Bapeela amaka ayacepa (120{ 20{2} 160 Wh/kg) ukucila pa nshita ya ku numa(4}} ukutampasa amaka ya pa muulu no mweo usuma uwa kutendekelako. Ifibombelo fya maka filabomfya ama cell aya maka ayakulisha nangu cakuti yapeela inshita iyacepako, pantu ukutwala amaka ya nomba line ku mibombele ya motoka kulatwala pa ntanshi ukucila pa maka yonse.

Iciputulwa ca Ragone cilanga ubu bwampano mu cilangililo, ukulanga amaka ayalungama pa cifulo cimo na maka ya pa lwakwe kuli cimbi. Ama kemiti ayapusanapusana aya mabatiri ayakwata ifiputulwa ifyapusanapusana, ukusokolola te tekinoloji imo iyacilapo pali fyonse fibili. Amapepo yafwile ukusala amabatiri ayalingana ne fyo balekabila{ 2 {2} amaka pa nshita itali, amaka ya pa muulu aya fiputulwa ifinono, nangu ukuonaula imipangile ya kubomfya kwasankana.

Amaka ayalungama yaleimika fye umusango umo uwa mibombele. Battery iyakwata amaka ayapusanako kuti yakwata ubumi ububi, amasakamika ya bucingo, umutengo uukalamba, nangu umusango uunono uwakutenta. Amabatiri ya ku mpela ya mubili ayalungama (650 Wh/kg) lelo yakwata amafya no kuonaika kwa sulfure no mweo wa muputule uwacepa uwa kucingililako amakwebo.

Imibombele ya kupanga ifintu ilakuma amaka ayalinga. Cell{{11}} umusango wa maka yacilapo ukucila pa cipe[2 {2} ifipimo pa mulandu wa kulundapo ubukulu ukufuma ku fiputulwa fya kucingililamo, inshila sha kutonsha, ne fintu fya mipangilwe. Iciputulwa ca 270 Wh/kg kuti catwala fye 180{6}}200 Wh/kg pa muputule wa pa muulu-ukupusana kwacindama ku bapanga inshila.

Ukutenta kulakuma nga nshi ukutwala amaka. Imibeele ya minofu ilacefyako amaka ya battery, ukucefyako amaka yamo ayaibela munshita yakuumishishamo. Amamotoka ya malaiti yalacefyako ukufika mu nshita ya cipupu pantu amabateri te kuti yapeele amaka yabo yonse pa fipimo ifinono.

Specific Energy

Ukufwailisha kulakonka ukuwamya kwa maka ukwaibela ukupitila mu nshila ishingi. Ifintu ifyakulisha pamo nga umupaka(19)}}filembo fya- umuntunseduetd iya ku mubilikwetemo(NMC) ne fya mu kati ifyakulisha ifya kusungilamo amaka pa cipe icisuma. Silaride({6}} ukushintilila pa ma anity yasunga icilolo ukucila pa graph, ukukosha amaka. Ukutunguluka konse kulasuntinkanya amaka ayaibela nga nshi ilyo abafwailisha babomba pa kucimfya amafya ayapalana.

Icisuma(000)} amalaiti ya maka ya calo yalalaya ifisuma ifingi ukupitila mu kulenga ifipe fya mukuba, ifipeela amaka ayacilapo ukucila graph. Amakampani ukubikapo na Maka, Amaka ya Soliad, na Sammong ukukonka amakwebo, ukubika amano ku maka ya 40-500 aya Whh/kh. Ukutunguluka kuti kwapilibula amamotoka ya malaiti ne fipe fya kubomfya.

Amabatiri ya pa muulu wa mubili yaimininako inshita itali{1 {1140 iya {11,14 Wh/k+- ukulinganishiwa ku mulilo wa petroli. Na lyo line, ifishinka ifingi ifyakupangapanga ukubikapo no kusunga bwino amalaiti, ukumfwa kwa diabon, no mweo uunono uwa kutendekelako filabasunga fye ku fyakusambilisha. Ukubomfya amabatiri ya mu - kwashala imyaka nelyo amakumi ya myaka ukutali.

Ukumfwikishani shani fintu amabatiri ya mu laitikabili umulandu baletungulula ukusunga kwa maka ukwa muno nshiku, amaka ya pa lwakwe yalapeela icasuko cikalamba. Ukukula kwa muputule wa {{1100 mu 1990 kwakulile mu battery ukufuma pali 120 Wh/kg mu maselo ya Soh/kgy mu kati ka 270 Wi/kg mu mipangilwe ya nomba{5}} ukucila ukupapa mu myaka amakumi yatatu.

Imisango yalekanalekana iya batteim iya laity ilalanga imisango yalekanalekana iya maka ukulingana ne mibele yabo iya kemikali. Ama cell ya mu menshi ya mu Alth (LCO) ayabomfiwa mu mafoni yafikilisha amaka ya pa muulu lelo ayakwata amasakamika ya mweo ayacepa no kucingililwa. Iciputulwa ca nshita (LFP) cilashita amaka ayalungama aya kucingililwa no bumi ubutali, ukucilenga ukutemwa ku mabasi ya maka na ku kusungilamo amaka ayaimikwa nangu ca kutila amaka yacepako.

Ukusuntinkanya kwa maka aya pa muulu kulatungulula ukufwailisha kwa fipe. Ifyakubomfya ifya pa nshi filalanda pa bukulu bwa maselo, eico ukupanga ukwayanguka, amaka ayengi{1}}bwine kulawamya amaka yalungama. Ukucefyako ifipe ifishabomba{- abasonkela, abapaatukanya, ukupakakwetemo(4}}} na kabili kulaafwa ukupitila mu kucefyako amaka ukwabula ukucefyako amaka yasuminishiwa.

Amamotoka ya maka aya muno nshiku yashintilila nga nshi pa maka ya maka aya pa muulu. Ici cifulo ca mabatiri ica EV ci matuuka 50-100 kWh ukubomfya ama cell ayakwata amaka ya 250-270 aya Whh/kg. Ici cilenga amakilomita 200-400 aya musango ilyo balesunga amabatiri aya kusunga. Ilyo amaka ya pa lwakwe yalekulilako ukufika kuli 350-400 Wh/kg, nangu umutande ulafika ku cipimo calinga nelyo ica mabatiri cilacepa, ukuwamya imibombele ya motoka.

Ifyakubomfya ifyakupangapanga ifyapalanako fyashintilila pa maka ya mabatiri aya mumbali. Amafoni, ama laptop, amapilisi, ne fya kufwala filabomfya umulomo(11))ciba ama cell nangu icibumba(2}} ama cell ya ma cell mu kulungatika pantu amaka yabo ayakulisha yasuminisha inshita iyalinga iya kucincimusha mu fibombelo fyayanguka, ifyapepuka. Nga takuli amaka ya maka aya maka ya buteko, ukubomfya kwa nomba line ukwa mafoni kuti kwafilwa.

Amaka ya pa lwakwe yapima amaka pa cipimo ca maka ya ciputulwa (Wh/kg), lintu ubufuuke bwa maka bwapima amaka ya ciputulwa cimo (Wh/Lh/L). Amapepo apo ubukata bwalicindama nga nshi{1{1}} ukutemwa indeke nangu pa numa(ica ku numa{2}} ukubika amaka ayalungama. Amapepo apo incende yalipelela[4-4)} nga ifipe fyakubomfya mufishinka ifishibikwekwetemo(5)}} ilingi line pabika pa ntanshi ubufuuke bwa maka mu cifulo ca iko.

Pakati ka mabatiri ya makwebo, umuputule wa pa muulu uwa muputule wa- cells ya maselo ayakwata inkonto {150 {40 {40} 300 W/k. Ukukwesha kwakwesha ukwakwesha ukwakwesha kwalangisha 400-500 Wh/kg mu mibele ya kwesha. Amabatiri ya mu lwelele yafika ku 11,14 Wh/kg lelo yashala ukutali ukufuma ku kubomfya kwabomba.

Gasalem asunga amaka mu fipe fya kemikali ifyafumine mu nshita ya kupanga umupashi wa mu muulu. Apo umwela wa oxygen taupendelwe mu bukulu bwa petroli, amaka ya iko ayalungama yalemoneka ayakulisha nga nshi (12,700 Wh/kg). Amabateri yafwile ukusenda amafuta no kupanga amafuta, ukucefyako amaka yabo ayalungama. Uku kupusana kwacindami kwalondolola umulandu amabateri yalwisha ukulinganisha ubufumo bwa maka ya mafuta.

Tacili icacindama. Amaka ya pa lwakwe yaleimininako fye umusango umo uwa mibombele. Amabateri ayakwata amaka aya pa muulu kuti yaba no mweo uubi, amafya ya bucingililo, indalama ishingi, nangu amaka ayacepa ayafumamo. Batiry iisuma sana ilashintilila pa fyakufwaikwa ifya kubomfya{3} inshita shimo ukucefyako amaka ya maka yabomba bwino fyonse pa mulandu wa mibele isuma mu fifulo fimbi.

Ukupima amaka ayalungama kufwaya inshila sha kweshamo bwino bwino. Pa mabatiri, amafunde ayalinga yasanshamo ukulipila bwino bwino umuputule, lyena ukuufumyapo pa mitengo iyatantikwa ilyo balepima amaka yapeelwa. Ukutungulula amaka yonse ayafumamo ukupitila mu cipimo ca maselo yapanga amaka ayalungama mu Wh/kg.

Amabuumba ayengi yasunga ifipimo ku kupima amaka ayalinga. Iciputulwa ca mulimo wa kupanga ifintu ica calo conse (IEC) cipulinta inshila sha kweshamo ukushininkisha ukulingana na bapanga ifintu. Ifyasangwa kuti fyapusana ukulingana ne cipimo ca kufumyamo, ukutenta, ne nshila sha kwesha, eico ukulinganisha imitantikile ya maka yafwaya ukwishiba imibele ya kwesha.

Cell- imipimine yapusana ukufuma ku pack{1}} ifipimo fyakulisha nga nshi. Amapakiti ya battery yasanshamo ifya kubomfya pa kutungulula, imibombele ya kutonsha, ne fiputulwa fya mipangilwe ifilundako ubukulu ukwabula ukusunga amaka. Pack{- umusango amaka ayalinga yafika kuli 65{6}}7% iya mitengo ya maselo. Abapanga inshila balingile ukulondolola uku kucefyako ilyo balependa imibombele ya kubomfya.

Specific Energy

Ukuwamya kwa maka ukwalinga kulakonka inshila iyaishibikwa iyashintilila pa fintu ifikankaala ifya fipe no kutunguluka kwakupanga. Ifyakusanga ifyakupangapanga filakonkanyapo nga cakuti abafwailisha balenga amalaiti ukuwamya, ukucefyako ifintu ifishabomba, no kuwamya imibombele. Icilangililo ca nomba cilangilila ukulonganya umulomo{2}}pamo amaka kuti yafika kuli 350-400 Wh/kg mu myaka ikumi iyakonkapo ukupitila mu kuwamya kwa kwaluka.

Ukupilibuka kwa kwalula kulafwaya amakemiko ayapya. Mu bwafya(1- amabateri kuti yabutuka ku 400{4}} 500 Wh/kg nga cakuti amafya ya fya sayansi yapwa. Ukulungatika[Ifilembo {5)fiwa no kulungama(7}} amabatiri filalaya amaka aya pa muulu lelo yakwata amafya yakalamba aya kukula. Amabateri ya Sondeum yapeela umutengo uwacepako pa mulandu wa maka ayalinga, ukubika amano ku mafomu apo ubukata bwacepako ukucila pa fya makwebo.

Ukukuma kwa maka ya pa muulu aya pa muulu kulacilapo pa ma aplikashini ayaishibikwa. Grid{ {1} iya kusunga amaka ilaba iyalinga nga cakuti amaka ya mabatiri yalebomba bwino kabili imitengo ilacepa. Ifibombelo fya fya miti ikola filabomba inshita itali pakati ka milandu. Ifibombelo fya maka filaba ifyapepuka ukwabula ukuleka inshita ya kubutuka. Ukulunduluka konse ukwa maka mu maka ayalinga kulenga ifipya ifingacitika mu mafakitare ayengi.

Pakutwala amaka ya malaiti mu kulungatika, ukuwamya kwa maka ukwalinga kulatwala ukubomfya ukupitila mu kucefyako ubukata no mutengo wa ma battery ukulingana na mafuta ya fossil. Cila 50 Wh/kg ukulundako amaka ya muntu kulapilibula mupepi na 15-20% ukucila pa mutengo wa motoka nelyo ukucefyako umubili uwalinga, ukufulunganya ukupilibuka ku kusendama kwa maka. Iciputulwa ca mamotoka cimona 400 Wh/kg nge cipimo icilenga amamotoka ya malaiti ukubomba bwino pa kufina no mutengo ne motoka shaishibikwa mu fiputulwa fyonse ifya mishi.

Ukwishiba amaka ayaibela na ifipilibula filaafwa ba injiniya, abapanga, na bashita ukusalapo bwino bwino pa lwa mibombele ya kusunga amaka. Nangu ca kuti ukusala ifya kupangapanga ifya mu battery ku cipe icipya, ukupima ifya kufwaya ifya motoka ifya maka, nelyo ukwishiba umulandu amaprogramu yamo yashala ukucila pa maka ya battery, amaka ya pa lwabo yalapeela icishinka cacindama. Apo ukufwailisha kwasuntinkanya iyi metric ukucila, ukubomfya kwa kale ukwacitikako kwaba ukwalinga, ukusansamusha umulimo wa kusunga amaka ya malaiti mu fyakupangapanga ifya nomba.