Η Nissan και η NASA συνεργάζονται για να φτιάξουν μια μπαταρία στερεάς κατάστασης χωρίς μέταλλα

Η αργή αλλά σταθερή μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ήταν ήδη σε εξέλιξη όταν η Ρωσία εισέβαλε στην Ουκρανία τον Φεβρουάριο, και από τότε η παγκόσμια αγορά ενέργειας έχει ανατραπεί. Είναι πιθανό να γίνουμε μάρτυρες περισσότερων αναταραχών καθώς γεωπολιτικό ενεργειακό τοπίο βλέπει την ισχύ να μετατοπίζεται από χώρες πλούσιες σε πετρέλαιο και φυσικό αέριο προς εκείνες που είναι πλούσιες σε υλικά ζωτικής σημασίας για την κατασκευή μπαταριών, ηλεκτρικών αυτοκινήτων, ηλιακών συλλεκτών, ανεμογεννητριών και τα παρόμοια. Στην πραγματικότητα, η ώθηση για καθαρή ενέργεια συμβάλλει ήδη σε μια τάση προστατευτισμού, και αυτή η τάση θα συνεχιστεί μόνο καθώς τα διακυβεύματα αυξάνονται.

Αντί να περιμένουν να πιεστούν από τους δασμούς ή τις ελλείψεις προμηθειών, ορισμένοι οργανισμοί προληπτικά κάνουν κινήσεις για να είναι όσο το δυνατόν πιο αυτάρκεις σε μια αγορά που πιθανότατα θα είναι ασταθής. Δύο τέτοιοι οργανισμοί είναι η Nissan και η NASA. Η αυτοκινητοβιομηχανία και η διαστημική υπηρεσία μπορεί να μην έχουν πολλά κοινά στοιχεία, βΈνα ενδιαφέρον που μοιράζονται είναι οι φθηνές, επεκτάσιμες, ενεργειακά πυκνές μπαταρίες. Την περασμένη εβδομάδα αυτοί ανακοίνωσε μια εταιρική σχέση Απευθύνεται στο devμπαταρίες στερεάς κατάστασης.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται σήμερα σε οτιδήποτε, από smartphone έως ηλεκτρικά οχήματα, βασίζονται σε έναν υγρό ηλεκτρολύτη για τη μετακίνηση ιόντων λιθίου μεταξύ μιας ανόδου γραφίτη (το αρνητικό ηλεκτρόδιο) και μιας καθόδου (το θετικό ηλεκτρόδιο), η οποία μπορεί να κατασκευαστεί από διάφορα υλικά.

Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αλλάζουν τον υγρό ηλεκτρολύτη με —το μαντέψατε— στερεό, αυξάνοντας την ενεργειακή πυκνότητα διπλάσια ή περισσότερα. Οι προσπάθειες για την ανάπτυξη αυτών των μπαταριών έχουν μαστιστεί επιπλοκές, σεαποκλείοντας την εύρεση ενός αποτελεσματικού αντικαταστάτη για τον διαχωριστή (το συστατικό που κρατά την άνοδο και την κάθοδο χωριστά ενώ επιτρέπει στα ιόντα λιθίου να περάσουν) και την επίλυση προβλημάτων όπως η οξειδωτική αποικοδόμηση και ο σχηματισμός δενδρίτη (βελονοειδείς προεξοχές από την άνοδο λιθίου που μπορούν να τρυπήσουν τον διαχωριστή ).

Η πρωτοβουλία Nissan-NASA είναι παρόμοια με αυτή που ανακοινώθηκε πριν από δύο χρόνια IBM και Mercedes-Benz; η ηλεκτροπαραγωγική μονάδα υπολογιστών και η αυτοκινητοβιομηχανία σχεδίαζαν να χρησιμοποιήσουν τόσο την κλασική όσο και την κβαντική υπολογιστική για το σχεδιασμό μπαταριών στερεάς κατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της προσομοίωσης των ιδιοτήτων των μορίων για τις μπαταρίες λιθίου-θείου στερεάς κατάστασης. Στα τέλη του 2019 αποκάλυψαν ένα Μπαταρία «χωρίς βαρέα μέταλλα». του οποίου υλικά θα μπορούσαν τάχα να εξάγεται από το θαλασσινό νερό.

Το πιο σημαντικό, το Nissan-NASA εταιρική σχέση είναι επίσης εστιάζοντας σε μπαταρίες που δεν βασίζονται σε σπάνια μέταλλα, όπως το κοβάλτιο (από το οποίο περισσότερο από το ήμισυ της παγκόσμιας προσφοράς βρίσκεται στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό, όπως τονίζεται στο an επεισόδιο of ο New York Times Daily τελευταίο podcast μήνας), νικέλιο, οr μαγγάνιο.

Αλλά η απαλλαγή από αυτά τα μέταλλα σημαίνει την εύρεση υλικών με συγκρίσιμες ιδιότητες για την αντικατάστασή τους, κάτι που δεν θα είναι απλή υπόθεση. Εδώ είναι όπου οι υπολογιστές της NASA θα δώσουν στη συνεργασία το απαραίτητο χέρι. Σκοπεύουν να δημιουργήσουν μια πρωτότυπη πλατφόρμα πληροφορικής υλικού—δηλαδή μια τεράστια βάση δεδομένων που εκτελεί προσομοιώσεις για το πώς αλληλεπιδρούν διάφορα υλικά μεταξύ τους. Όταν η πλατφόρμα περιορίζει αμέτρητες επιλογές και συνδυασμούς σε μερικούς βασικούς υποψηφίους, οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια να ξεκινήσουν τη δοκιμήm.

Η Nissan έχει στοχεύσει το 2028 ως το έτος για την κυκλοφορία των ιδιόκτητων μπαταριών στερεάς κατάστασης. Το πόσο ρεαλιστικό αποδεικνύεται αυτό το timing μένει να φανεί (Η Toyota είναι ακόμα πιο φιλόδοξη, στοχεύοντας να έχει δικά της οχήματα με μπαταρίες στερεάς κατάστασης στην αγορά από 2025), βut Η Nissan βάζει τα χρήματά της εκεί που είναι με τα σχέδια ανοίξτε ένα πιλοτικό εργοστάσιο in Η Ιαπωνία το 2024. Το πώς θα γίνει αυτό θα είναι αποκαλυπτικό, καθώς κλιμάκωση της παραγωγής των μπαταριών στερεάς κατάστασης έχει προκαλέσει απροσδόκητες επιπλοκές στο παρελθόν. Ενθαρρυντικόy, εκκίνηση Ισχυρή ενέργεια has Επίσης στοχεύει το 2028 για Commενεργοποίηση των μπαταριών στερεάς κατάστασης.

Δεν γνωρίζουμε ακόμη πόσο καιρό θα διαρκέσει, αλλά ένα πράγμα φαίνεται αρκετά σίγουρο: καθώς ο αγώνας για την εξασφάλιση αξιόπιστων ενεργειακών προμηθειών συνεχίζεται τους επόμενους μήνες και χρόνια, είναι πιθανό να δούμε πολλές περισσότερες προσπάθειες για τη μεταφορά μπαταριών και συναφών εσωτερική τεχνολογία.

Image Credit: bixusas / 43 εικόνες

• Coinsmart. Το καλύτερο ανταλλακτήριο Bitcoin και Crypto στην Ευρώπη.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΡΟΣΒΑΣΗ.
• CryptoHawk. Ραντάρ Altcoin. Δωρεάν δοκιμή.
• Πηγή: https://singularityhub.com/2022/04/13/nissan-and-nasa-are-teaming-up-to-make-a-metal-free-solid-state-battery/