استعراض عام لتخزين الطاقة الكهربائية الكيميائية

وتُعدّ هذه التكنولوجيا أساساً للأجهزة الإلكترونية الحديثة، والمركبات الكهربائية، وإدارة الطاقة على نطاق الشبكة، ويعتمد المبدأ على الخلايا الكهروكيميائية التي تخزن فيها ردود الفعل على المواد الكيمائية، وتُطلق عليها الإلكترونية، وتُضمّن نظم الطاقة الحديثة المحمولة، والمركبات الكهربائية، وأجهزة توليد الطاقة الكهربائية، والشبكات الكهربائية، والحلول الخاصة بكفاءة استخدام الطاقة (Wh/ktrie)،

آخر التطورات في تكنولوجيات البطاريات

البطاريات التابعة للدولة الصلبة

وتستعمل البطاريات التقليدية للجير واليورانيات السائلة التي تشكل مخاطر على القابلية للاشتعال وتحد من كثافة الطاقة بسبب القيود التي تفصل بين العزل، وتستبدل البطاريات ذات العجلات الصلبة التي تستخدمها أجهزة التحلل الكهربائي ذات الصبغة الكهرومغناطيسية الصلبة التي تُستخدم في دورة الكهرمائية الصلبة التي تتراوح بين 000 1 و000 27

Silicon Anodes

وتتوفر للزراعة الرافعة في خلايا التلقيح التقليدية قدرة نظرية قدرها 372 متراً/غراماً من الزنزانة السيليكونية، وهي توفر عشرة أضعاف ما يبلغ 579 3 متراً/غراماً من أجل لي15 سي 4، ولكنها تعاني من توسع كبير في حجمها (30 في المائة) أثناء الترميز، مما يتسبب في تفكك الجسيمات وتلاشي القدرات.

الهيكل التنظيمي السريع

وتُعد استراتيجيات إعادة شحن الزوايا والشبكات على السواء، أما على جانب الزنزانة، فإن الأنهار العالية القدرة (مثل أكسيد النيوبيوم، وسادة المنديل) والفصليات الرقيقة تخفض من الاندفاع، حيث يمكن على مستوى النظام أن تُخفض نظم إدارة البطاريات المتقدمة ذات الرقابة الحرارية النشطة وبروتوكولات الشحن الذكية التي تُدفع بسلام نحو 800 في المائة من أجهزة تصنيع المركبات الليثيوبية.

المتفوقون ودورهم المتنامي

مواد الكهرباء المتقدمة

وتُحمَّل أجهزة التحكم في الاختزال بواسطة التكوين الكهروستاني المزدوج أو ردود الفعل السريعة على سطح الأرض (العجز العرضي) وتُقدِّم أجهزة توليد الطاقة الكهربائية العاملة التقليدية قدرة متوسطة (100 ف/ز) ويمكن أن تُقدِّم غرافين، التي تبلغ مساحتها العالية من حيث الحجم (630 2 متر/ز) وسلوكها الكهربائي، ما بين 200 و550 كيلو متر في خلايا القياس.

النظم الهجينة: مجمعات سوبكابسيتور - باتري

لا توجد أجهزة تخزين واحدة تلبي جميع المطالب: البطاريات التي تطفو في الطاقة، والمكثفات الخارقة في الطاقة، والنظم الهجينة تدمج في كل من المواظبة أو عن طريق جهاز كهربائي مشترك (أسطوانات الكهربية، وأجهزة القياس المزودة ببطارية)

تطبيقات في نظم النقل والمحطة

الأجهزة النقالة

- إن الطلب على البطاريات الخفيفة والكبيرة القدرة في الهواتف الذكية والحواسيب المحمولة والملابس المغلقة يحفز على البحث المستمر في الكثافة الكهربائية وتصميمات الدول الصلبة، وتحزم الهواتف الرئيسية الأخيرة 000 6 متر في شكل أرقام دون 9 ملم باستخدام خلايا الحقيبة المكدسة وأجهزة التلقيم النيكل الخفية.

المركبات الكهربائية والتنقل

أما المركبات الكهربائية في البطاريات فهي تمثل الآن أكثر من 15 في المائة من مبيعات السيارات الجديدة العالمية، التي تُدفع من خلال تحسينات النطاق تتجاوز 400 ميل (دورة بي إيه)، وتستخدم آخر مجموعات من هذه المركبات أجهزة اتصال ذات كفاءة في الخلايا النيكلية أو من طراز CTB التي تزيل الوحدات، وترفع كثافة الطاقة الكثيفة بنسبة 15 إلى 20 في المائة.

تخزين المواد الخطرة وإدماجها

أما تركيبات البطاريات الكبيرة فهي أساسية لدمج الطاقة الشمسية والريحية المتقطعة، وتوفير أنظمة التردد، وتصلب الذروة، والقدرة على إحداث التحولات السوداء، وفي عام 2024، تجاوزت القدرة على تخزين البطاريات 200 جيه، وتتجاوز المشاريع التي توزع على الموقع الواحد، وتسمح مركبات الليزيوم - ايون، ولكن البدائل بالثدي: البطاريات السحابية للسيارات (مثلا، ESS Inc.)

التكنولوجيات الناشئة والكيمياء التالية

بطاريات الصوديوم - الأيون

وتتوفر بطاريات الصوديوم الوفيرة بديلاً أقل تكلفة وأكثر أمناً من الناحية الجغرافية السياسية عن الليزب المستخدم في التطبيقات الثابتة، وتحقق الخلايا الحالية للنايون حوالي 160 و/كغ - قابلة للمقارنة بـ 000 1 من الأنابيب البوليفورية الوبائية الجامدة وقطع أكسيد الأوكسجين المطبق (مثلاً، نافي 2 (SO4)2).

ليثيوم - سلفور وليثيوم - إير

(أ) استخدام البطاريات ذات الكبريت (Li-S) كتلة الكبريت (675 1 ملح/غرام نظري) ودرجة حرارة الليثيوم الفلزي (Le) التي تزيد كثافة الطاقة الواعدة على 500 وكغم، غير أن تأثير مكوك متعدد الكبريتيد وتسبب في تلف سريع في القدرة على إحداث الاحتراق.

بطاريات التبريد الطويلة

وتخزن بطاريات التدفق الأحفوري للغاز الأحمر في الخانات الكهربية السائلة الموجودة في الصهاريج، وتحلل الطاقة وتحسب الطاقة، وتتناسب مع التخزين على نطاق واسع لمدة ٤-١٢ ساعة أو أكثر، وتتجاوز مدة الدورة ٠٠٠ ٢٠ دورة، وتشمل التطورات الأخيرة حلولاً للتدفقات السائلة )٥,٢ ميم( التي تضاعف كثافة الطاقة إلى ٤٠ من النسيجات الخفيفة، وتضعيف الزهر )٠٠٠ ٢١(

التوقعات والتحديات المستقبلية

الاستدامة وإعادة التدوير

كما أن عمليات إعادة تدوير النفايات الكهربائية والمائية التي تستخدم في عمليات إعادة تدوير الغازات الحرارية، تخفض بشكل كامل من حيث كفاءة استخدام البطاريات الكهربائية والهيدروميتلورية، وتعيد استخدام البطاريات الكهربائية والنحاسية، ولكنها تفقد الليثيوم، وتخفض إعادة التدوير الفعلي المباشر للمواد الجاهزة والمواد المحتوية على مواد الفول السوداني إلى ما يقارب 5 في المائة على الصعيد العالمي، وتخفض استخدام الطاقة العذرية بنسبة 40 في المائة.

مسار خفض التكاليف

وقد انخفضت تكاليف حزم البطاريات من 200 1 دولار/كيلوواط في عام 2010 إلى 120 دولاراً/كيلوواط في عام 2024، مع توقعات تبلغ 80/كيلوواط بحلول عام 2030، وينجم هذا الانخفاض عن حجم التصنيع، وتحسين استخدام الكهرومغناطيسي، والمواد الأقل تكلفة (مثلاً، استبدال مركبات الكربون غير المحتوية على كثافة)

التكامل مع التكنولوجيات الرقمية

وتُحدث الخلايا الاستخبارية والتعلم الآلي في شكل تحويلات في مجال تطوير البطاريات وتشغيلها، وتتوقع نماذج المعلومات الإدارية الإلكترونية تركيبات الكهرومغناطيسية مثلى (التكتل والسماكة والسخرية) أسرع من الاختبارات والحرق، وفي العمليات، يتيح التوأم الرقمي باستخدام الفولط في الوقت الحقيقي، ودرجة الحرارة، ونسبة البيانات المتعلقة بالتشغيل، مدى الحياة بنسبة تتراوح بين 10 و30 في المائة عن طريق ملامح السحابة التكي.

السلامة والتوحيد

أما حوادث الممر الحراري، وإن كانت نادرة، فيؤكد على الحاجة إلى معايير قوية للسلامة، وتشمل التحسينات الأخيرة المفصلات المشعَّلة بالدماغ (مثلا، المواد ذات ال2O3، والمغنطة)، ومواد معامل الحرارة الإيجابية، وأجهزة الإلكتروليت المثبتة بحرق السفن، التي تحتوي على مضافات خالية من الفلور، وبالنسبة للمنشآت الكبيرة، فإن مواصفات الترددات الترددي 9540 والرقم 62933 تُفرض على أجهزة اتصال.

"الاختبارات الكيمائية" "الكهربية" "تتتطور بسرعة" "مدفوعة بمطالبة بكهرباء أكثر نظافة" "وإلتقاء البطاريات الصلبة" "والأنواد المتقدمة"