आगामी बुधबार, नोभेम्बर 24 मा, भविष्यमा ड्राइभिङको नवीनतम राउन्ड टेबलले क्यानाडाली ब्याट्री उत्पादनको भविष्य कस्तो देखिन्छ भनेर छलफल गर्नेछ। चाहे तपाईं आशावादी हुनुहुन्छ-तपाईं साँच्चै विश्वास गर्नुहुन्छ कि 2035 सम्ममा सबै कारहरू विद्युतीय हुनेछन्-वा तपाईंलाई लाग्छ कि हामी त्यो महत्वाकांक्षी लक्ष्यमा पुग्न सक्दैनौं, ब्याट्रीबाट चल्ने कारहरू हाम्रो भविष्यको महत्त्वपूर्ण भाग हुन्। यदि क्यानाडाले यस विद्युतीय क्रान्तिको एक हिस्सा बन्न चाहन्छ भने, हामीले भविष्यमा अटोमोटिभ पावर प्रणालीको अग्रणी निर्माता बन्ने बाटो खोज्नुपर्छ। भविष्य कस्तो देखिन्छ भनेर हेर्नको लागि, यस बुधबार बिहान ११:०० बजे पूर्वी समय क्यानाडामा हाम्रो लागि भर्खरको ब्याट्री उत्पादन गोलमेज हेर्नुहोस्।
ठोस-राज्य ब्याट्रीहरूको बारेमा बिर्सनुहोस्। सिलिकन एनोड्स को बारे मा सबै हाइप को लागी उस्तै जान्छ। घरमा चार्ज गर्न नसकिने भ्यान्टेड एल्युमिनियम-एयर ब्याट्रीले पनि विद्युतीय सवारीको संसारलाई हल्लाउन सक्दैन।
संरचनात्मक ब्याट्री के हो? खैर, यो एक राम्रो प्रश्न हो। सौभाग्यवश मेरो लागि, जो मसँग ईन्जिनियरिङ् विशेषज्ञता नभएको बहाना गर्न चाहँदैन, जवाफ सरल छ। हालका इलेक्ट्रिक कारहरू कारमा जडान गरिएका ब्याट्रीहरूद्वारा संचालित हुन्छन्। ओह, हामीले तिनीहरूको गुणस्तर लुकाउने नयाँ तरिका फेला पारेका छौं, जुन यी सबै लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूलाई चेसिसको भुइँमा निर्माण गर्ने, "स्केटबोर्ड" प्लेटफर्म सिर्जना गर्ने हो जुन अब EV डिजाइनको पर्यायवाची छ। तर तिनीहरू अझै कारबाट अलग छन्। एक एड-अन, यदि तपाईं चाहनुहुन्छ भने।
स्ट्रक्चरल ब्याट्रीहरूले ब्याट्री कक्षहरूबाट बनेको सम्पूर्ण चेसिस बनाएर यस प्रतिमानलाई बिगार्छ। सपनाजस्तै देखिने भविष्यमा ब्याट्री राख्नुको सट्टा भार बोक्ने भुइँ मात्र नभई शरीरका कतिपय अङ्ग-ए-पिलर, छत र यहाँसम्म कि एउटा अनुसन्धान संस्थाले देखाएको छ, यो सम्भव छ। एयर फिल्टर प्रेसराइज्ड कोठा - ब्याट्रीहरूले मात्र सुसज्जित होइन, तर वास्तवमा ब्याट्रीहरूद्वारा गठन गरिएको। महान मार्शल म्याकलुहानको शब्दमा, कार भनेको ब्याट्री हो।
ठीक छ, यद्यपि आधुनिक लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू उच्च-टेक देखिन्छन्, तिनीहरू भारी छन्। लिथियम आयनको ऊर्जा घनत्व पेट्रोलको भन्दा धेरै कम छ, त्यसैले जीवाश्म ईन्धन सवारी साधनहरू जस्तै समान दायरा प्राप्त गर्न, आधुनिक ईभीहरूमा ब्याट्रीहरू धेरै ठूला हुन्छन्। धेरै ठूलो।
अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, तिनीहरू भारी छन्। जस्तै "वाइड लोड" मा भारी। हाल ब्याट्रीको ऊर्जा घनत्व गणना गर्न प्रयोग गरिने आधारभूत सूत्र भनेको प्रत्येक किलोग्राम लिथियम आयनले लगभग 250 वाट-घण्टा बिजुली उत्पादन गर्न सक्छ। वा संक्षिप्त संसारमा, इन्जिनियरहरू रुचाउँछन्, 250 Wh/kg।
थोरै गणित गर्नुहोस्, 100 kWh ब्याट्री टेस्ला जस्तै मोडेल S ब्याट्रीमा प्लग गरिएको छ, जसको मतलब तपाईं जहाँ जानुहुन्छ, तपाईंले लगभग 400 किलो ब्याट्री तान्नु हुनेछ। यो सबै भन्दा राम्रो र सबै भन्दा कुशल आवेदन छ। हामी सामान्य मानिसका लागि, १०० kWh ब्याट्रीको तौल करिब १,००० पाउण्ड हुन्छ भन्ने अनुमान गर्नु बढी सही हुन सक्छ। जस्तै आधा टन।
अब नयाँ Hummer SUT जस्तै केहि कल्पना गर्नुहोस्, जसले 213 kWh सम्मको अनबोर्ड पावर भएको दाबी गर्दछ। यदि जनरलले दक्षतामा केही सफलताहरू फेला पारे पनि, शीर्ष हमरले अझै एक टन ब्याट्रीहरू तान्नेछ। हो, यसले धेरै टाढा जान्छ, तर यी सबै अतिरिक्त फाइदाहरूको कारण, दायरामा वृद्धि ब्याट्रीको दोब्बरसँग अनुरूप छैन। निस्सन्देह, यसको ट्रकसँग मिलाउनको लागि अधिक शक्तिशाली - त्यो हो, कम कुशल - इन्जिन हुनुपर्छ। हल्का, छोटो दायरा विकल्पहरूको प्रदर्शन। प्रत्येक अटोमोटिभ इन्जिनियरले (चाहे गति वा इन्धन अर्थव्यवस्थाको लागि) तपाईंलाई बताउनेछ, तौल शत्रु हो।
यहाँ संरचनात्मक ब्याट्री आउँछ। विद्यमान संरचनाहरूमा थप्नुको सट्टा ब्याट्रीहरूबाट कारहरू निर्माण गर्दा, थपिएको अधिकांश वजन गायब हुन्छ। एक निश्चित हदसम्म—अर्थात, जब सबै संरचनात्मक चीजहरू ब्याट्रीमा परिणत हुन्छन्—कारको क्रुजिङ दायरा बढाउँदा लगभग कुनै तौल घट्दैन।
तपाईंले अपेक्षा गरे जस्तै-किनकि मलाई थाहा छ तपाईं त्यहाँ बसेर सोचिरहनुभएको छ "कस्तो राम्रो विचार!"-यस चतुर समाधानमा बाधाहरू छन्। पहिलो कुरा भनेको कुनै पनि आधारभूत ब्याट्रीका लागि एनोड र क्याथोडको रूपमा मात्र नभई पर्याप्त बलियो-र धेरै हल्का रूपमा प्रयोग गर्न सकिने सामग्रीहरूबाट ब्याट्रीहरू बनाउने क्षमतामा निपुण हुनु हो! -एक संरचना जसले दुई टन कार र यसका यात्रुहरूलाई समर्थन गर्न सक्छ, र यो आशा छ कि यो सुरक्षित हुनेछ।
अचम्मको कुरा होइन, चाल्मर्स युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीले बनाएको र स्वीडेनका दुई सबैभन्दा प्रसिद्ध इन्जिनियरिङ विश्वविद्यालयहरू KTH रोयल इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीले लगानी गरेको सबैभन्दा शक्तिशाली संरचनात्मक ब्याट्रीका दुई मुख्य कम्पोनेन्टहरू कार्बन फाइबर र आल्मुनियम हुन्। अनिवार्य रूपमा, कार्बन फाइबर नकारात्मक इलेक्ट्रोड रूपमा प्रयोग गरिन्छ; सकारात्मक इलेक्ट्रोडले लिथियम फलाम फास्फेट लेपित एल्युमिनियम पन्नी प्रयोग गर्दछ। कार्बन फाइबरले इलेक्ट्रोनहरू पनि सञ्चालन गरेको हुनाले भारी चाँदी र तामाको आवश्यकता पर्दैन। क्याथोड र एनोडलाई गिलास फाइबर म्याट्रिक्सद्वारा अलग राखिन्छ जसमा इलेक्ट्रोलाइट पनि हुन्छ, त्यसैले यसले इलेक्ट्रोडहरू बीच लिथियम आयनहरू मात्र ढुवानी गर्दैन, तर दुई बीचको संरचनात्मक भार पनि वितरण गर्दछ। यस्तो प्रत्येक ब्याट्री सेलको नाममात्र भोल्टेज 2.8 भोल्ट हुन्छ, र सबै वर्तमान इलेक्ट्रिक वाहन ब्याट्रीहरू जस्तै, यसलाई दैनिक विद्युतीय सवारीहरूमा 400V वा 800V सामान्य उत्पादन गर्न मिलाउन सकिन्छ।
यद्यपि यो स्पष्ट छलांग हो, यी हाई-टेक सेलहरू पनि प्राइम टाइमको लागि तयार छैनन्। तिनीहरूको ऊर्जा घनत्व केवल एक नगण्य 25 वाट-घण्टा प्रति किलोग्राम हो, र तिनीहरूको संरचनात्मक कठोरता 25 gigapascals (GPa) हो, जुन फ्रेम ग्लास फाइबर भन्दा थोरै मात्र बलियो छ। जे होस्, स्वीडिश राष्ट्रिय अन्तरिक्ष एजेन्सीको कोषको साथ, नवीनतम संस्करणले अब एल्युमिनियम पन्नी इलेक्ट्रोडको सट्टा अधिक कार्बन फाइबर प्रयोग गर्दछ, जुन अनुसन्धानकर्ताहरूले दावी गर्छन् कठोरता र ऊर्जा घनत्व। वास्तवमा, यी नवीनतम कार्बन/कार्बन ब्याट्रीहरूले प्रति किलोग्राम 75 वाट-घण्टा बिजुली र 75 GPa को युवा मोडुलस उत्पादन गर्ने अपेक्षा गरिएको छ। यो ऊर्जा घनत्व अझै पनि परम्परागत लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू पछि पर्न सक्छ, तर यसको संरचनात्मक कठोरता अब एल्युमिनियम भन्दा राम्रो छ। अर्को शब्दमा भन्नुपर्दा, यी ब्याट्रीहरूबाट बनेको विद्युतीय सवारीको चेसिस विकर्ण ब्याट्री संरचनात्मक रूपमा एल्युमिनियमले बनेको ब्याट्री जत्तिकै बलियो हुन सक्छ, तर तौल निकै कम हुनेछ।
यी हाई-टेक ब्याट्रीहरूको पहिलो प्रयोग लगभग निश्चित रूपमा उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स हो। चाल्मर्सका प्रोफेसर लीफ एस्पले भने: "केही वर्षहरूमा, स्मार्टफोन, ल्यापटप वा विद्युतीय साइकल बनाउन सम्भव छ जुन आजको वजनको आधा मात्र छ र अझ कम्प्याक्ट छ।" यद्यपि, परियोजनाको प्रभारी व्यक्तिले औंल्याएझैं, "हामी यहाँ हाम्रो कल्पनाले मात्र सीमित छौं।"
ब्याट्री आधुनिक विद्युतीय सवारी साधनको आधार मात्र होइन, यसको सबैभन्दा कमजोर लिङ्क पनि हो । सबैभन्दा आशावादी पूर्वानुमानले हालको ऊर्जा घनत्वको दोब्बर मात्र देख्न सक्छ। के हुन्छ यदि हामी अविश्वसनीय दायरा प्राप्त गर्न चाहन्छौं जुन हामी सबैले वाचा गरेका छौं - र यस्तो देखिन्छ कि प्रत्येक हप्ता प्रति चार्ज 1,000 किलोमिटर प्रतिज्ञा गरेको छ? - हामीले कारहरूमा ब्याट्रीहरू थप्नु भन्दा राम्रो गर्नुपर्दछ: हामीले ब्याट्रीहरूबाट कारहरू बनाउनु पर्छ।
कोक्विहल्ला राजमार्गलगायत केही क्षतिग्रस्त मार्गको अस्थायी मर्मत गर्न केही महिना लाग्ने विज्ञहरू बताउँछन् ।
पोस्टमिडिया सक्रिय तर निजी छलफल फोरम कायम राख्न प्रतिबद्ध छ र सबै पाठकहरूलाई हाम्रो लेखहरूमा उनीहरूको विचार साझा गर्न प्रोत्साहित गर्दछ। वेबसाइटमा टिप्पणीहरू देखा पर्न एक घण्टा लाग्न सक्छ। हामी तपाईंलाई आफ्नो टिप्पणीहरू सान्दर्भिक र सम्मानजनक राख्न अनुरोध गर्दछौं। हामीले इमेल सूचनाहरू सक्षम गरेका छौं-यदि तपाईंले टिप्पणी प्रतिक्रिया प्राप्त गर्नुभयो भने, यदि तपाईंले फलो गर्नुभएको टिप्पणी थ्रेड अपडेट गरिएको छ, वा यदि तपाईंले प्रयोगकर्ताको टिप्पणी पछ्याउनुहुन्छ भने, तपाईंले अब एउटा इमेल प्राप्त गर्नुहुनेछ। इमेल सेटिङहरू समायोजन गर्ने बारे थप जानकारी र विवरणहरूको लागि कृपया हाम्रो सामुदायिक मार्गनिर्देशनहरूमा जानुहोस्।