Merilend Universitetindən Çunşenq Vanqın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu litium-ion batareyalarının əsas texnoloji məhdudiyyətlərindən biri olan katod səthinin kimyəvi qeyri-sabitliyi probleminə praktik və istehsala uyğun bir həll təqdim edib. Tədqiqatın mahiyyəti elektrolitin idarə olunan şəkildə parçalanması yolu ilə katod üzərində sabit və funksional qoruyucu təbəqənin formalaşdırılmasına əsaslanır ki, bu da batareyanın ömrünü, təhlükəsizliyini və performansını eyni vaxtda yaxşılaşdırmaq potensialı daşıyır.
Qlobal enerji transformasiyası fonunda litium-ion batareyalar artıq təkcə istehlak elektronikası üçün deyil, elektrik nəqliyyatı, bərpa olunan enerji inteqrasiyası və şəbəkə miqyaslı enerji saxlama sistemləri üçün strateji texnologiya hesab olunur. Beynəlxalq Enerji Agentliyinin məlumatlarına əsasən, 2030-cu ilə qədər yalnız elektrik avtomobilləri üçün batareya tələbatının ən azı beş dəfə artacağı gözlənilir. Bu artım fonunda batareyaların dövr ömrü, enerji sıxlığı və təhlükəsizliyi əsas iqtisadi parametrlərə çevrilib. Məhz bu nöqtədə yeni təqdim olunan kimyəvi yanaşmanın əhəmiyyəti daha aydın görünür.
Litium-ion batareyalarında uzun illərdir formalaşmış texnoloji balans mövcuddur. Anod səthində elektrolitin təbii parçalanması nəticəsində əmələ gələn interfeys batareyanın stabilliyini artırsa da, katod tərəfdə analoji qoruyucu mexanizmin yaradılması çətinlik törədib. Bunun əsas səbəbi katod mühitinin daha yüksək oksidləşdirici xüsusiyyətlərə malik olmasıdır. Ənənəvi elektrolitlər bu şəraitdə sürətlə deqradasiyaya uğrayır, nəticədə enerji itkisi, istilik riski və dövr ömrünün qısalması baş verir. Vanqın komandası isə bu problemi elektrolitin kimyəvi davranışını köklü şəkildə dəyişmədən, yalnız elektron ötürülməsinə həssaslığını artıran incə tənzimləmə ilə həll etməyə çalışıb. Bu yanaşma elektrolitin təsadüfi deyil, proqnozlaşdırıla bilən şəkildə parçalanmasına və katod səthində homogen, davamlı örtüyün yaranmasına şərait yaradır.
Bu texnologiyanın iqtisadi baxımdan ən mühüm üstünlüklərindən biri onun mövcud istehsal xətləri ilə uyğunluğudur. Qlobal batareya bazarında aparıcı istehsalçılar olan CATL, LG Energy Solution və Panasonic kimi şirkətlər üçün yeni material və ya tam fərqli istehsal mərhələsi tələb etməyən texnologiyalar daha cəlbedici hesab olunur. BloombergNEF-in hesablamalarına görə, batareya istehsalında hər hansı əlavə kompleks mərhələ bir kilovat-saat üçün maya dəyərini orta hesabla 5–10 faiz artıra bilər. Vanqın təklif etdiyi metod isə artıq istifadə olunan kimyəvi proseslərə inteqrasiya oluna bildiyi üçün xərclərin kəskin yüksəlməsinə səbəb olmur. Bu da kommersiyalaşdırma perspektivlərini real edir.
Tədqiqatda vurğulanan elastiklik amili də bazar baxımından mühüm əhəmiyyət daşıyır. Qoruyucu təbəqənin qalınlığının tənzimlənə bilməsi eyni texnologiyanın fərqli seqmentlərə uyğunlaşdırılmasına imkan verir. Elektrik avtomobillərində uzun dövr ömrü və təhlükəsizlik prioritet olduğu halda, portativ elektronikada və yüksək güc tələb edən sistemlərdə sürətli ion ötürülməsi daha önə çıxır. Bu yanaşma istehsalçıların məhsul portfellərini diversifikasiya etməsinə, eyni texnoloji baza üzərindən fərqli performans parametrləri təklif etməsinə şərait yaradır.
Qlobal səviyyədə litium-ion batareyalarının inkişaf trayektoriyası təkcə texnoloji deyil, həm də geosiyasi və iqtisadi faktorlarla sıx bağlıdır. Xammal tədarükü, xüsusilə litium və kobalt bazarlarında qiymət dalğalanmaları istehsalçıları daha uzunömürlü və effektiv batareyalar axtarmağa vadar edir. Daha uzun dövr ömrünə malik batareyalar xammala olan illik tələbatı azaldır və təchizat risklərini yumşaldır. Bu baxımdan yeni kimyəvi metod dolayı yolla qlobal resurs səmərəliliyinə də töhfə verə bilər.
Metod hələ sınaq mərhələsində olsa da, beynəlxalq elmi və sənaye dairələrində ona marağın artması təsadüfi deyil. CIC energiGUNE-dən Mişel Armandın qeyd etdiyi kimi, bu yanaşma uzun dövr ömrü probleminin həllində mühüm mərhələ sayıla bilər. Tarixi təcrübə göstərir ki, batareya texnologiyalarında inqilabi sıçrayışlar adətən tək bir parametrin deyil, eyni anda bir neçə kritik göstəricinin yaxşılaşdırılması ilə mümkün olur. Bu tədqiqat da məhz təhlükəsizlik, sabitlik və performansı paralel şəkildə hədəfləyir.
Uzunmüddətli sınaqların nəticələri hələ tam məlum olmasa da, mövcud tendensiyalar bu texnologiyanın kommersiya baxımından rəqabətqabiliyyətli ola biləcəyini göstərir. Əgər laboratoriya nəticələri sənaye miqyasında da təsdiqlənərsə, bu yanaşma yaxın illərdə litium-ion batareyalarının yeni standartlarından birinə çevrilə bilər. Qlobal enerji keçidinin sürətləndiyi bir dövrdə belə texnoloji irəliləyişlər təkcə elmi nailiyyət deyil, həm də iqtisadi və strateji üstünlük kimi qiymətləndirilir.
AzNews.az