Ny tsiambaratelon'ny faharetan'ny bateria azo averina ampiasaina dia mety ho ao anatin'ny fanekena ny fahasamihafana. Ny modely vaovao momba ny fomba faharavan'ny sela lithium-ion ao anaty fonosana dia mampiseho fomba iray hanamboarana ny famandrihana araka ny fahafahan'ny sela tsirairay mba hahafahan'ny bateria EV miatrika tsingerin'ny famandrihana bebe kokoa ary hisorohana ny fahasimbana.

Ny fikarohana, navoaka tamin'ny 5 Novambra tao amin'nyFifanakalozana IEEE momba ny Teknolojian'ny Rafitra Fanaraha-maso, dia mampiseho ny fomba ahafahan'ny fitantanana mavitrika ny habetsaky ny herinaratra mikoriana mankany amin'ny sela tsirairay ao anaty fonosana, fa tsy ny fizarana fiampangana mitovy, mampihena ny fahasimbana. Ny fomba fiasa dia ahafahan'ny sela tsirairay miaina ny androm-piainany tsara indrindra - ary lava indrindra.

Araka ny voalazan'i Simona Onori, profesora ao amin'ny Stanford sady mpanoratra zokiolona ao amin'ny fanadihadiana, ny simulation voalohany dia manondro fa ny bateria tantanana amin'ny teknolojia vaovao dia afaka miatrika tsingerin'ny famandrihana sy famoahana herinaratra farafahakeliny 20% bebe kokoa, na dia miaraka amin'ny famandrihana haingana matetika aza, izay miteraka enta-mavesatra fanampiny amin'ny bateria.

Ny ankamaroan'ny ezaka teo aloha natao hanalavana ny androm-piainan'ny bateria fiara elektrika dia nifantoka tamin'ny fanatsarana ny famolavolana, ny fitaovana ary ny fanamboarana sela tokana, mifototra amin'ny fiheverana fa, toy ny rohy ao anaty rojo, ny bateria dia tsara raha toa ka malemy indrindra ny sela ao aminy. Ny fanadihadiana vaovao dia manomboka amin'ny fahatakarana fa na dia tsy azo ihodivirana aza ny rohy malemy - noho ny tsy fahalavorariana amin'ny fanamboarana ary satria misy sela sasany mihasimba haingana kokoa noho ny hafa rehefa tratran'ny fihenjanana toy ny hafanana - dia tsy voatery hampihena ny bateria manontolo izy ireo. Ny zava-dehibe dia ny fanamboarana ny tahan'ny famandrihana araka ny fahafahan'ny sela tsirairay mba hisorohana ny tsy fahombiazana.

"Raha tsy voavaha tsara, ny tsy fitoviana eo amin'ny sela sy ny sela dia mety hanimba ny faharetan'ny bateria, ny fahasalamana ary ny fiarovana azy ary hiteraka tsy fahatomombanan'ny bateria aloha loatra," hoy i Onori, izay profesora mpanampy momba ny injeniera momba ny siansa momba ny angovo ao amin'ny Stanford Doerr School of Sustainability. "Ny fomba fiasanay dia mampitovy ny angovo ao amin'ny sela tsirairay ao amin'ny bateria, mitondra ny sela rehetra amin'ny toetry ny fiampangana farany amin'ny fomba voalanjalanja ary manatsara ny faharetan'ny bateria."

Nahazo aingam-panahy hanamboatra bateria an-tapitrisany kilaometatra

Ny ampahany amin'ny antony nanosika ity fikarohana vaovao ity dia avy amin'ny fanambaran'ny Tesla, orinasa mpamokatra fiara elektrika, tamin'ny taona 2020 momba ny asa amin'ny "bateria an-tapitrisany kilaometatra". Ity dia bateria afaka mampandeha fiara mandritra ny 1 tapitrisa kilaometatra na mihoatra (amin'ny famandrihana tsy tapaka) alohan'ny hahatongavana amin'ny toerana izay, toy ny bateria lithium-ion amin'ny finday na solosaina finday taloha, dia kely loatra ny fiampangana azon'ny bateria EV ampiasaina ka tsy azo ampiasaina intsony.

Hihoatra ny antoka mahazatra an'ny mpanamboatra fiara ho an'ny bateria fiara elektrika valo taona na 100.000 kilaometatra ny bateria toy izany. Na dia maharitra ela kokoa noho ny antoka omeny aza ny bateria, dia mety hihamafy ny fahatokisan'ny mpanjifa ny fiara elektrika raha toa ka miha-mahalana kokoa ny fanoloana bateria lafo vidy. Ny bateria izay mbola afaka mitazona fiampangana na dia efa naverina naverina an'arivony aza dia mety hanamora ny lalana ho an'ny herinaratra ho an'ny kamiao lavitra ezaka, ary ho an'ny fampiasana ny antsoina hoe rafitra vehicle-to-grid, izay hitehirizan'ny bateria EV sy handefasana angovo azo havaozina ho an'ny tambajotra herinaratra.

“Nohazavaina taty aoriana fa ny foto-kevitry ny bateria an-tapitrisany kilaometatra dia tsy tena simia vaovao, fa fomba iray fotsiny hampiasana ny bateria amin'ny tsy fampiasana azy amin'ny famenoana feno,” hoy i Onori. Ny fikarohana mifandraika amin'izany dia nifantoka tamin'ny sela lithium-ion tokana, izay amin'ny ankapobeny dia tsy very haingana ny fahafaha-mitahiry toy ny bateria feno.

Liana tamin'izany i Onori sy ireo mpikaroka roa tao amin'ny laboratoarany – Vahid Azimi, manam-pahaizana postdoctoral sy Anirudh Allam, mpianatra PhD – ka nanapa-kevitra ny hanadihady ny fomba ahafahan'ny fitantanana maoderina ny karazana bateria efa misy manatsara ny fahombiazana sy ny faharetan'ny bateria feno, izay mety misy sela an-jatony na an'arivony.

Modely bateria avo lenta

Ho dingana voalohany, ireo mpikaroka dia namorona modely informatika avo lenta momba ny fihetsiky ny bateria izay maneho tsara ny fiovana ara-batana sy simika mitranga ao anatin'ny bateria mandritra ny androm-piainany. Ny sasany amin'ireo fiovana ireo dia mitranga ao anatin'ny segondra na minitra vitsy - ny hafa mandritra ny volana na taona maro mihitsy aza.

"Raha ny tsara indrindra fantatray, dia tsy mbola nisy fanadihadiana teo aloha nampiasa ny karazana modely bateria avo lenta sy maharitra ela toy izay noforoninay," hoy i Onori, izay talen'ny Stanford Energy Control Lab.

Ny fanaovana simulation miaraka amin'ny modely dia nanolo-kevitra fa ny fonosana bateria maoderina dia azo hatsaraina sy fehezina amin'ny alàlan'ny fanekena ny fahasamihafana eo amin'ireo sela mandrafitra azy. Onori sy ireo mpiara-miasa aminy dia mieritreritra fa ny modely ampiasainy dia hitarika ny fampandrosoana ny rafitra fitantanana bateria amin'ny taona ho avy izay azo ampiasaina mora foana amin'ny famolavolana fiara efa misy.

Tsy ny fiara elektrika ihany no mety hahazo tombony. Saika ny fampiharana rehetra izay "manantitrantitra be ny bateria" dia mety ho kandidà tsara ho an'ny fitantanana tsara kokoa araka ny vokatra vaovao, hoy i Onori. Ohatra iray? Fiaramanidina mitovy amin'ny drôna misy fiaramanidina elektrika mitsangana miakatra, indraindray antsoina hoe eVTOL, izay antenain'ny mpandraharaha sasany hiasa toy ny taxi an'habakabaka ary hanome serivisy fivezivezena an'habakabaka an-tanàn-dehibe mandritra ny folo taona manaraka. Na izany aza, misy fampiharana hafa ho an'ny bateria lithium-ion azo averina ampiasaina, anisan'izany ny fiaramanidina ankapobeny sy ny fitahirizana angovo azo havaozina amin'ny ambaratonga lehibe.

“Efa nanova izao tontolo izao tamin'ny lafiny maro ny bateria lithium-ion,” hoy i Onori. “Zava-dehibe ny hahazoantsika tombony betsaka araka izay tratra avy amin'ity teknolojia manova ity sy ireo mpandimby azy amin'ny ho avy.”