येत्या बुधवार, 24 नोव्हेंबर रोजी, भविष्यातील ड्रायव्हिंगमधील नवीनतम गोल सारणी कॅनेडियन बॅटरी उत्पादनाचे भविष्य कसे दिसेल यावर चर्चा करेल. तुम्ही आशावादी असलात तरी- तुमचा खरोखर विश्वास आहे की 2035 पर्यंत सर्व कार इलेक्ट्रिक होतील-किंवा तुम्हाला असे वाटते की आम्ही ते महत्त्वाकांक्षी उद्दिष्ट गाठू शकणार नाही, बॅटरीवर चालणाऱ्या कार आमच्या भविष्याचा एक महत्त्वाचा भाग आहेत. कॅनडाला या विद्युत क्रांतीचा एक भाग व्हायचे असेल तर, आम्हाला भविष्यात ऑटोमोटिव्ह पॉवर सिस्टीमचा अग्रगण्य उत्पादक बनण्याचा मार्ग शोधावा लागेल. भविष्य कसे दिसते हे पाहण्यासाठी, कॅनडामध्ये आमच्यासाठी या बुधवारी पूर्व वेळेनुसार सकाळी ११:०० वाजता नवीनतम बॅटरी उत्पादन गोलमेज पहा.
सॉलिड-स्टेट बॅटरीबद्दल विसरून जा. सिलिकॉन एनोड्सबद्दलच्या सर्व हायपसाठी हेच आहे. घरात चार्ज न करता येणारी ॲल्युमिनियम-एअर बॅटरीसुद्धा इलेक्ट्रिक वाहनांच्या जगाला हादरवू शकत नाही.
स्ट्रक्चरल बॅटरी म्हणजे काय? बरं, हा एक चांगला प्रश्न आहे. माझ्या सुदैवाने, माझ्याकडे अभियांत्रिकी कौशल्य नसल्याची बतावणी करू इच्छित नाही, उत्तर सोपे आहे. सध्याच्या इलेक्ट्रिक कार कारमध्ये बसवलेल्या बॅटरीद्वारे चालतात. अरे, आम्हाला त्यांची गुणवत्ता लपवण्याचा एक नवीन मार्ग सापडला आहे, तो म्हणजे या सर्व लिथियम-आयन बॅटरीज चेसिसच्या मजल्यावर तयार करणे, एक "स्केटबोर्ड" प्लॅटफॉर्म तयार करणे जे आता EV डिझाइनचे समानार्थी आहे. पण ते अजूनही कारपासून वेगळे आहेत. एक ऍड-ऑन, आपण इच्छित असल्यास.
स्ट्रक्चरल बॅटरी संपूर्ण चेसिस बॅटरी सेलपासून बनवून हा नमुना मोडून टाकतात. स्वप्नवत वाटणाऱ्या भविष्यात, केवळ लोड-बेअरिंग फ्लोअर-बॅटरी नसून, शरीराचे काही भाग-ए-खांब, छप्पर आणि अगदी, संशोधन संस्थेने दाखविल्याप्रमाणे, हे शक्य आहे. एअर फिल्टर प्रेशराइज्ड रूम-केवळ बॅटऱ्यांनी सुसज्ज नाही तर प्रत्यक्षात बॅटऱ्यांनी बनवलेले आहे. महान मार्शल मॅक्लुहानच्या शब्दात, कार म्हणजे बॅटरी.
बरं, आधुनिक लिथियम-आयन बॅटरी हाय-टेक दिसत असल्या तरी त्या भारी आहेत. लिथियम आयनची ऊर्जा घनता गॅसोलीनपेक्षा खूपच कमी आहे, म्हणून जीवाश्म इंधन वाहनांसारखीच श्रेणी प्राप्त करण्यासाठी, आधुनिक ईव्हीमधील बॅटरी खूप मोठ्या आहेत. खूप मोठा.
महत्त्वाचे म्हणजे ते जड असतात. जसे की “विस्तृत भार” मध्ये जड. सध्या बॅटरीच्या ऊर्जेची घनता मोजण्यासाठी वापरले जाणारे मूलभूत सूत्र असे आहे की प्रत्येक किलोग्रॅम लिथियम आयन सुमारे 250 वॅट-तास वीज निर्माण करू शकते. किंवा संक्षेप जगात, अभियंते प्राधान्य देतात, 250 Wh/kg.
थोडेसे गणित करा, 100 kWh ची बॅटरी टेस्ला मॉडेल S बॅटरीमध्ये प्लग केलेली असते, याचा अर्थ असा की तुम्ही कुठेही जाल, तुम्ही सुमारे 400 किलो बॅटरी ड्रॅग कराल. हा सर्वोत्तम आणि कार्यक्षम अनुप्रयोग आहे. आमच्या सामान्य लोकांसाठी, 100 kWh क्षमतेच्या बॅटरीचे वजन सुमारे 1,000 पौंड असते असा अंदाज लावणे अधिक अचूक असू शकते. जसे अर्धा टन.
आता नवीन Hummer SUT सारखी काहीतरी कल्पना करा, ज्यात 213 kWh पर्यंत ऑनबोर्ड पॉवर असल्याचा दावा केला जातो. जरी जनरलला कार्यक्षमतेमध्ये काही प्रगती आढळली तरीही, शीर्ष हमर अजूनही सुमारे एक टन बॅटरी ड्रॅग करेल. होय, ते आणखी पुढे जाईल, परंतु या सर्व अतिरिक्त फायद्यांमुळे, श्रेणीतील वाढ बॅटरीच्या दुप्पट होण्याशी सुसंगत नाही. अर्थात, त्याच्या ट्रकमध्ये अधिक सामर्थ्यवान - म्हणजेच कमी कार्यक्षम - इंजिन जुळण्यासाठी असणे आवश्यक आहे. हलक्या, कमी श्रेणीतील पर्यायांची कामगिरी. प्रत्येक ऑटोमोटिव्ह अभियंता (वेग किंवा इंधन अर्थव्यवस्थेसाठी) तुम्हाला सांगेल, वजन हा शत्रू आहे.
इथेच स्ट्रक्चरल बॅटरी येते. सध्याच्या स्ट्रक्चर्समध्ये जोडण्याऐवजी बॅटरीपासून कार तयार केल्याने, जोडलेले बहुतेक वजन नाहीसे होते. एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत-म्हणजे, जेव्हा सर्व संरचनात्मक गोष्टी बॅटरीमध्ये रूपांतरित केल्या जातात-कारची क्रूझिंग श्रेणी वाढवल्याने वजन कमी होत नाही.
तुमच्या अपेक्षेप्रमाणे-कारण मला माहीत आहे की तुम्ही तिथे बसून विचार करत आहात की “किती छान कल्पना आहे!”-या चतुर समाधानात अडथळे आहेत. प्रथम म्हणजे कोणत्याही मूलभूत बॅटरीसाठी केवळ एनोड्स आणि कॅथोड्स म्हणूनच नव्हे तर पुरेशा मजबूत-आणि अतिशय हलक्याही वापरल्या जाऊ शकतील अशा सामग्रीपासून बॅटरी बनवण्याची क्षमता प्राप्त करणे! -एक अशी रचना जी दोन टन वजनाची कार आणि त्यातील प्रवाशांना आधार देऊ शकते आणि ती सुरक्षित असेल अशी आशा आहे.
आश्चर्याची गोष्ट नाही की, चाल्मर्स युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीने बनवलेल्या आणि स्वीडनच्या दोन सर्वात प्रसिद्ध अभियांत्रिकी विद्यापीठांनी KTH रॉयल इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीने गुंतवलेल्या आत्तापर्यंतच्या सर्वात शक्तिशाली स्ट्रक्चरल बॅटरीचे दोन मुख्य घटक आहेत- कार्बन फायबर आणि ॲल्युमिनियम. मूलत:, कार्बन फायबर नकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून वापरले जाते; पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड लिथियम लोह फॉस्फेट लेपित ॲल्युमिनियम फॉइल वापरते. कार्बन फायबर देखील इलेक्ट्रॉन चालवते म्हणून, जड चांदी आणि तांबे आवश्यक नाही. कॅथोड आणि एनोड एका काचेच्या फायबर मॅट्रिक्सद्वारे वेगळे ठेवले जातात ज्यामध्ये इलेक्ट्रोलाइट देखील असतो, त्यामुळे ते केवळ इलेक्ट्रोड्समध्ये लिथियम आयन वाहतूक करत नाही, तर दोन्ही दरम्यान संरचनात्मक भार देखील वितरीत करते. अशा प्रत्येक बॅटरी सेलचा नाममात्र व्होल्टेज 2.8 व्होल्ट आहे आणि सर्व वर्तमान इलेक्ट्रिक वाहनांच्या बॅटरींप्रमाणे, ते 400V किंवा अगदी 800V दैनंदिन इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी सामान्य तयार करण्यासाठी एकत्र केले जाऊ शकते.
ही एक स्पष्ट झेप असली तरी, या हाय-टेक सेल देखील प्राइम टाइमसाठी अजिबात तयार नाहीत. त्यांची ऊर्जेची घनता केवळ 25 वॅट-तास प्रति किलोग्रॅम इतकी नगण्य आहे आणि त्यांची संरचनात्मक कडकपणा 25 गिगापास्कल्स (GPa) आहे, जी फ्रेम ग्लास फायबरपेक्षा थोडीशी मजबूत आहे. तथापि, स्वीडिश नॅशनल स्पेस एजन्सीच्या निधीसह, नवीनतम आवृत्ती आता ॲल्युमिनियम फॉइल इलेक्ट्रोडऐवजी अधिक कार्बन फायबर वापरते, ज्याचा संशोधक दावा करतात की कडकपणा आणि ऊर्जा घनता आहे. खरं तर, या नवीनतम कार्बन/कार्बन बॅटरी प्रति किलोग्रॅम पर्यंत 75 वॅट-तास वीज आणि 75 GPa चे यंग्स मॉड्यूलस तयार करतील अशी अपेक्षा आहे. ही ऊर्जा घनता अजूनही पारंपारिक लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा मागे असू शकते, परंतु त्याची संरचनात्मक कडकपणा आता ॲल्युमिनियमपेक्षा चांगली आहे. दुसऱ्या शब्दांत, या बॅटरीपासून बनवलेली इलेक्ट्रिक वाहन चेसिस डायगोनल बॅटरी संरचनात्मकदृष्ट्या ॲल्युमिनियमच्या बॅटरीइतकी मजबूत असू शकते, परंतु वजन खूप कमी होईल.
या हाय-टेक बॅटरीचा पहिला वापर जवळजवळ निश्चितपणे ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स आहे. चाल्मर्सचे प्रोफेसर लीफ एस्प म्हणाले: "काही वर्षांमध्ये, स्मार्टफोन, लॅपटॉप किंवा इलेक्ट्रिक सायकल बनवणे पूर्णपणे शक्य आहे जे आजच्या वजनापेक्षा निम्मे आहे आणि अधिक कॉम्पॅक्ट आहे." तथापि, प्रकल्पाच्या प्रभारी व्यक्तीने निदर्शनास आणल्याप्रमाणे, "आम्ही येथे केवळ आमच्या कल्पनेने मर्यादित आहोत."
बॅटरी हा केवळ आधुनिक इलेक्ट्रिक वाहनांचा आधार नाही तर त्याचा सर्वात कमकुवत दुवा देखील आहे. सर्वात आशावादी अंदाज देखील सध्याच्या उर्जेच्या घनतेच्या दुप्पट पाहू शकतो. आपण सर्वांनी वचन दिलेली अविश्वसनीय श्रेणी मिळवायची असेल — आणि असे दिसते की दर आठवड्याला कोणीतरी प्रति शुल्क 1,000 किलोमीटरचे वचन देतो? - आम्हाला कारमध्ये बॅटरी जोडण्यापेक्षा चांगले करावे लागेल: आम्हाला बॅटरीमधून कार बनवाव्या लागतील.
कोकीहल्ला महामार्गासह काही खराब झालेल्या मार्गांच्या तात्पुरत्या दुरुस्तीसाठी काही महिने लागतील, असे तज्ज्ञांचे म्हणणे आहे.
पोस्टमीडिया सक्रिय परंतु खाजगी चर्चा मंच राखण्यासाठी वचनबद्ध आहे आणि सर्व वाचकांना आमच्या लेखांवर त्यांचे विचार सामायिक करण्यास प्रोत्साहित करते. वेबसाइटवर टिप्पण्या दिसण्यासाठी एक तास लागू शकतो. आम्ही तुम्हाला तुमच्या टिप्पण्या संबंधित आणि आदरपूर्ण ठेवण्यास सांगतो. आम्ही ईमेल सूचना सक्षम केल्या आहेत-तुम्हाला टिप्पणी प्रतिसाद मिळाल्यास, तुम्ही फॉलो करत असलेला टिप्पणी थ्रेड अपडेट झाला असल्यास, किंवा तुम्ही वापरकर्त्याच्या टिप्पणीचे अनुसरण केल्यास, तुम्हाला आता ईमेल प्राप्त होईल. कृपया अधिक माहितीसाठी आणि ईमेल सेटिंग्ज कसे समायोजित करावे यावरील तपशीलांसाठी आमच्या समुदाय मार्गदर्शक तत्त्वांना भेट द्या.