ניו-טק מגזין | דצמבר 2017
Power Solutions מוסף מיוחד
החזון העומד בבסיססוללות ומצבריםמחומרי מצב מוצק
IMEC , פרופסור פיליפה ווקריקן
הליתיום נעים מהאלקטרודה השלילית אל האלקטרודה החיובית. במהלך הטעינה הם נעים בכיוון ההפוך. קיבולת האחסון נקבעת בעיקרה על ידי הכמות של החומר באלקטרודות. האלקטרוליט מספק את ההולכה של היונים בין האלקטרודות ומגדיר את העוצמה של הסוללה או המצבר. פיליפה ווקריקן: "לחומרים האלקטרוליטיים הנוזליים שמשמשים אותנו כיום יש כמה מגבלות. למשל, השימוש בחומר אלקטרוליטי נוזלי מחייב שימוש בבית מיוחד, וכן גם בממברנה שתהיה בין האנודה והקתודה הנקבוביות. כל אלו מציבים מגבלות על הממדים והתכנון של סוללה (מצבר) "רטובה" זו. החומרים האלקטרוליטיים הנוזליים הם גם דליקים ומאכלים, וגורמים לסיכונים בטיחותיים ובריאותיים." סוללה ומצבר מצב מוצק של יוני ליתיום כיום נחקרות כמה אפשרויות עבור מצברים וסוללות עתידיים, אשר יאפשרו להתגבר על המגבלות האלו בלי שיהיה צורך להתפשר על הביצועים ואולי אף עם יכולת
צפיפותהאנרגיההגבוההשלהם, אפשרהיה לאחסן כמות רבה יותר של אנרגיה בנפח קטן יותר, והמשמעות הייתה שהאנרגיה הדרושה להפעלת התקן, כדוגמת מחשב נייד, יכולה הייתה להפוך לניידת. הופעתה של סוללה זו איפשרה גם את עלייתן המהירה של מערכות אלקטרוניות חכמות וניידות. פיליפה ווקריקן: "ללא סוללות ומצברי יוני הליתיום, לא ניתן היה לתכנן את ההתקנים החכמים בממדים כל כך קטנים ואלגנטיים. כיום, בוחרים בהם גם כפתרון עבור מערכות שנדרשת להן אנרגיה רבה יותר, כמו כלי רכב חשמליים או התקני אחסון מקומיים לאנרגיה זמנית עבור רשת חשמל חכמה. ביישומים כגון אלו יש חשיבות לפרמטרים שונים, למשל קיבולת האחסון (המבוטאת באמפר-שעה) ואורך חיים. עבור כלי רכב חשמליים, חשובה גם אספקת החשמל (הזרם המרבי): צריך שאפשר יהיה להאיץ את המכונית במהירות, ואנו מעונינים גם לטעון את מצברי הרכב תוך זמן קצר. מכוניות חשמליות מופעלות כיום במצברים של יוני ליתיום בלבד." על מנת לחולל זרם, האלקטרונים וגם יוני
סוללות ומצברי יוני ליתיום "הרטובים" שקיימים כיום סוללות ומצברים מחומרי מצב מוצק, שקיימים כיום בשוק, הם התקנים דקי ), אשר בהם אפשר Thin Film סרט (עשויים להשתמש רק לאחסון אנרגיה בהיקף מיקרו, למשל לצורך אספקת חשמל לחיישנים, בשל הקיבולת המוגבלת שלהם. ואולם, בזכות חדשנות בתחומי החומרים והמבנה, התכנון של סוללות ומצברי מצב מוצק יוכל בעתיד להתרחב למערכות אחסון גדולות, כמו למשל כאלו המשמשות עבור מכוניות חשמליות או עבור הרשת החכמה. פיליפה ווקריקן, מדען ראשי ומנהל תוכניות של מסביר imec 'אחסון אלקטרו כימי' בחברת שמאפשרת imec את מפת הדרכים של את הפיתוח הזה. פיתוח של חומר ננו– אלקטרוליטי עם מוליכות יונים גבוהה מהווה קישור חשוב להשגת יעד זה. סוללות ומצברי יוני ליתיום "הרטובים" שקיימים כיום ההופעה של מצברים וסוללות יוני ליתיום יצרה מהפכה כללית 1991 נטענים בשנת במרחב המצברים והסוללות. בזכות
New-Tech Magazine l 68
Made with FlippingBook flipbook maker