बिजली आपूर्ति के उत्पादन में नई प्रौद्योगिकियों का अवलोकन

बैटरी डेवलपर्स के लिए यह महीना सफल रहा। विभिन्न स्रोतों में, इस उद्योग में नवीनतम के बारे में समाचार हर बार दिखाई देता है। मैंने उनके बारे में जानकारी एकत्र करने और आपके साथ साझा करने का निर्णय लिया। कटौती के तहत, आपको ऊर्जा के भंडारण के लिए कई अलग-अलग प्रौद्योगिकियां मिलेंगी - चीनी से क्वांटम तक।

"क्वांटम" बैटरी

26 से 28 फरवरी तक, टोक्यो में ड्राइव्स की एक प्रदर्शनी आयोजित की जाती है, जिसमें अन्य लोगों के अलावा माइक्रोइलेक्ट्रॉन जापान कंपनी का प्रतिनिधित्व किया जाता है । लिमिटेड । लिटिल अपने पिछले घटनाक्रम के बारे में जानते हैं, लेकिन हाल ही में उन्होंने घोषणा की कि उन्होंने उत्पादन के लिए एक नए प्रकार की टुकड़े टुकड़े में बैटरी विकसित और तैयार की है। कंपनी द्वारा प्रदर्शित एकल कोशिका एक एन-प्रकार की धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक फिल्म है जिसमें टाइटेनियम डाइऑक्साइड, टिन डाइऑक्साइड और जिंक ऑक्साइड कणों को एक इन्सुलेट फिल्म के साथ लेपित किया जाता है। प्रोटोटाइप 10 माइक्रोन मोटी स्टेनलेस स्टील शीट का उपयोग करता है, लेकिन जल्द ही इसे एल्यूमीनियम से बदल दिया जाएगा।



क्वांटम डेवलपर्स ने रासायनिक प्रकृति के बजाय अपने भौतिक पर जोर देने के लिए अपनी बैटरी को बुलाया। इस तथ्य के बावजूद कि ऊर्जा को स्टोर करने के लिए आयनों के बजाय इलेक्ट्रॉनों का उपयोग किया जाता है, यह बैटरी ऑपरेशन के सिद्धांत में कैपेसिटर से भिन्न होती है। यह तर्क दिया जाता है कि प्रणाली एक अर्धचालक के "निषिद्ध क्षेत्र में" इलेक्ट्रॉनों के भंडारण पर आधारित है।



धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक संरचनाओं के उत्पादन में, भंडारण रिंग की चार्ज परत पराबैंगनी प्रकाश से विकिरणित होती है। निर्माण के बाद, जब चार्ज होता है, तो इलेक्ट्रॉन काम की सामग्री में मुक्त ऊर्जा के स्तर पर कब्जा कर लेते हैं और वहां तब तक जमा रहते हैं जब तक बैटरी को डिस्चार्ज करने की आवश्यकता नहीं होती। परिणाम बहुत उच्च ऊर्जा भंडारण घनत्व के साथ रिचार्जेबल बैटरी है।
यह ज्ञात नहीं है कि संकेतक किस नमूने का परीक्षण करते हैं, लेकिन डेवलपर का दावा है कि निकट भविष्य में दिखाई देने वाले धारावाहिक नमूनों में 500 डब्ल्यू • एच / एल तक की क्षमता होगी और साथ ही प्रति लीटर वॉल्यूम में 8,000 डब्ल्यू तक की पीक पावर का उत्पादन करने में सक्षम होगा।
ये ड्राइव बैटरी और सुपरकैपेसिटर की सर्वोत्तम विशेषताओं को जोड़ती हैं। कम समाई के साथ भी, वे बड़े शिखर बिजली देने में सक्षम होंगे। ऐसे ड्राइव से निकाले गए वोल्टेज में कमी नहीं होती है, क्योंकि वे अंत तक स्थिर रहते हैं।
दावा किया गया ऑपरेटिंग तापमान -25 से +85 डिग्री सेल्सियस तक है। बैटरी मूल क्षमता के 90% से कम होने तक 100 हजार चार्ज-डिस्चार्ज चक्र के अधीन हो सकती है। जल्दी से लेने और ऊर्जा देने की क्षमता चार्जिंग समय को बहुत कम कर देगी। इसके अलावा, ऐसी बैटरी अग्निरोधक हैं। इसके उत्पादन में दुर्लभ या महंगी सामग्रियों का उपयोग नहीं किया जाता है। सामान्य तौर पर, इतने सारे प्लस हैं कि मैं यह भी नहीं मान सकता।

सेल्फ चार्ज बैटरी

जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (यूएसए) के झोंग लिन वांग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक स्व-रिचार्जिंग बैटरी बनाई है जिसे चार्जिंग को फिर से शुरू करने के लिए पावर आउटलेट की आवश्यकता नहीं होती है।
डिवाइस को यांत्रिक तनाव, या बल्कि, दबाकर चार्ज किया जाता है। इसे स्मार्टफोन और टच डिवाइस के अन्य उपकरणों में उपयोग करने की योजना है।
डेवलपर्स ने अपने डिवाइस को कैलकुलेटर की चाबियों के नीचे रखा और बटन दबाने से ऊर्जा के कारण दिन के दौरान अपने प्रदर्शन को सुनिश्चित करने में सक्षम थे।



बैटरी कई सौ माइक्रोमीटर मोटी पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड और जिरकोनेट-टाइटेनेट-लीड फिल्मों की "प्रिग" है। जब दबाया जाता है, तो लिथियम आयन पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण कैथोड से एनोड में चले जाते हैं। प्रोटोटाइप की प्रभावशीलता को बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं ने इसकी पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री में नैनोकणों को जोड़ा, इसी प्रभाव को बढ़ाया, और डिवाइस को रिचार्ज करने की क्षमता और गति में उल्लेखनीय वृद्धि हासिल की।
आपको यह समझने की आवश्यकता है कि बैटरी अपारदर्शी है, इसलिए इसे केवल बटनों के नीचे, या स्क्रीन के नीचे रखा जा सकता है।
बैटरी में पहले से वर्णित डिवाइस (अब मदरबोर्ड के लिए एक मानक "टैबलेट" के आकार की बैटरी क्षमता प्रारंभिक 0.004 से 0.010 एमएएच तक बढ़ गई है) में ऐसी उत्कृष्ट विशेषताएं नहीं हैं, लेकिन डेवलपर्स को इसकी दक्षता पर काम करने का वादा किया गया है। औद्योगिक डिजाइन अभी भी दूर हैं, हालांकि लचीली स्क्रीन - मुख्य उपकरण जिसमें डेवलपर्स अपनी बैटरी लगाने की योजना बनाते हैं - अभी भी खराब वितरित हैं। अभी भी आपके आविष्कार को अंतिम रूप देने और उत्पादन में लगाने का समय है।

चीनी आधारित बैटरी

ऐसा लगता है कि केवल एशियाई ही बैटरी विकसित कर रहे हैं। वर्जीनिया के अमेरिकी पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय में बनाई गई एक और असामान्य बैटरी का प्रोटोटाइप।



यह बैटरी अनिवार्य रूप से चीनी पर चलती है, माल्टोडेक्सट्रिन पर अधिक सटीक रूप से - स्टार्च के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त एक पॉलीसेकेराइड। ऐसी बैटरी में उत्प्रेरक एक एंजाइम है। यह प्लैटिनम की तुलना में बहुत सस्ता है, जो अब पारंपरिक बैटरी में उपयोग किया जाता है। ऐसी बैटरी एंजाइम ईंधन कोशिकाओं के प्रकार से संबंधित है। ऑक्सीजन, वायु और पानी की प्रतिक्रिया से बिजली का उत्पादन होता है। हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं के विपरीत, एंजाइम गैर-दहनशील और गैर-विस्फोटक होते हैं। और बैटरी जीवन से बाहर होने के बाद, डेवलपर्स के अनुसार , इसे फिर से चीनी के साथ फिर से भरा जा सकता है।
इस प्रकार की बैटरी की तकनीकी विशेषताओं के बारे में बहुत कम जानकारी है। यह केवल जोर देकर कहा गया है कि उनमें ऊर्जा घनत्व सामान्य लिथियम आयन बैटरी की तुलना में कई गुना अधिक है। ऐसी बैटरी की लागत सामान्य से काफी कम है, इसलिए डेवलपर्स अगले 3 वर्षों में उनके लिए वाणिज्यिक उपयोग खोजने के लिए आत्मविश्वास से भरे हुए हैं। चलिए वादे का इंतजार करते हैं।

अनार संरचना के साथ बैटरी

लेकिन स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में अमेरिकन नेशनल एक्सेलेरेटर लेबोरेटरी एसएलएसी के वैज्ञानिकों ने ग्रेनेड की संरचना का उपयोग करके पारंपरिक बैटरियों की मात्रा बढ़ाने का फैसला किया ।



डेवलपर्स ने एनोड के आकार को छोटा किया और उनमें से प्रत्येक को एक कार्बन शेल में रखा। यह उनके विनाश को रोकने में मदद करता है। चार्जिंग के दौरान, कण समूहों में फैलते हैं और संयोजित होते हैं, जिन्हें कार्बन शेल में भी रखा जाता है। इस तरह के जोड़तोड़ के परिणामस्वरूप, इन बैटरियों की क्षमता सामान्य लिथियम-आयन बैटरियों की क्षमता से 10 गुना अधिक है।
प्रयोगों से यह निम्नानुसार है कि 1000 चार्ज / डिस्चार्ज चक्रों के बाद, बैटरी मूल क्षमता के 97% को बरकरार रखती है।
लेकिन इस प्रौद्योगिकी के व्यावसायिक अनुप्रयोग के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी। सिलिकॉन नैनोकणों का निर्माण करना बहुत महंगा है और ऐसी बैटरी बनाने की प्रक्रिया बहुत जटिल है।

परमाणु बैटरी

और अंत में, मैं ब्रिटिश वैज्ञानिकों के विकास के बारे में बात करूंगा। उन्होंने लघु परमाणु रिएक्टर बनाकर अपने सहयोगियों को पार करने का फैसला किया। ट्राइटियम पर आधारित सरे विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा बनाई गई प्रोटोटाइप परमाणु बैटरी, 20 वर्षों के लिए मोबाइल फोन संचालित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा पैदा करती है। सच है, बाद में इसे रिचार्ज करने से काम नहीं चलेगा।



एक बैटरी में, जो एक एकीकृत सर्किट है, एक परमाणु प्रतिक्रिया होती है, जो 0.8 - 2.4 वाट ऊर्जा का उत्पादन करती है। बैटरी ऑपरेटिंग तापमान -50 से +150 तक है। उसी समय, वह तापमान और दबाव में अचानक बदलाव से डरती नहीं है।
डेवलपर्स का दावा है कि ट्रिटियम, जो बैटरी में निहित है, किसी व्यक्ति के लिए खतरनाक नहीं है, क्योंकि इसकी सामग्री बहुत छोटी है। हालांकि, ऐसे बिजली स्रोतों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी - वैज्ञानिकों के पास अभी भी बहुत सारे शोध और परीक्षण करने के लिए है।

निष्कर्ष

बेशक, उपरोक्त सभी तकनीकों को उनके आवेदन नहीं मिलेंगे, हालांकि, किसी को यह समझना चाहिए कि अगले कुछ वर्षों में रिचार्जेबल बैटरी के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी में एक सफलता होनी चाहिए, जो कि इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रसार और एक नए प्रकार के स्मार्टफोन और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन में वृद्धि होगी।