តម្រូវការបន្ទាន់ដើម្បីកាត់បន្ថយការបំភាយកាបូនគឺជំរុញឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងឆាប់រហ័សឆ្ពោះទៅរកការដឹកជញ្ជូនអគ្គិសនី និងពង្រីកការដាក់ពង្រាយថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ និងថាមពលខ្យល់នៅលើបណ្តាញអគ្គិសនី។ ប្រសិនបើនិន្នាការទាំងនេះកើនឡើងដូចការរំពឹងទុក តម្រូវការសម្រាប់វិធីសាស្រ្តល្អប្រសើរជាងមុនក្នុងការរក្សាទុកថាមពលអគ្គិសនីនឹងកាន់តែខ្លាំង។
វេជ្ជបណ្ឌិត Elsa Olivetti សាស្ត្រាចារ្យរងផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វកម្មនៅ Esther និង Harold E. Edgerton មានប្រសាសន៍ថា យើងត្រូវការយុទ្ធសាស្ត្រទាំងអស់ដែលយើងអាចទទួលបានដើម្បីដោះស្រាយការគំរាមកំហែងនៃការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។ ច្បាស់ណាស់ ការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកដ៏ធំដែលមានមូលដ្ឋានលើក្រឡាចត្រង្គគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ប៉ុន្តែសម្រាប់កម្មវិធីទូរស័ព្ទ - ជាពិសេសការដឹកជញ្ជូន - ការស្រាវជ្រាវជាច្រើនផ្តោតលើការសម្របខ្លួននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងដើម្បីឱ្យមានសុវត្ថិភាព តូចជាងមុន និងអាចផ្ទុកថាមពលបានច្រើនសម្រាប់ទំហំ និងទម្ងន់របស់វា។
អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុងធម្មតាបន្តធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង ប៉ុន្តែដែនកំណត់របស់វានៅតែមាន មួយផ្នែកដោយសាររចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុងមានអេឡិចត្រូតពីរ មួយវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានមួយ សាំងវិចនៅក្នុងអង្គធាតុរាវ (មានកាបូន)។ នៅពេលដែលថ្មត្រូវបានសាក និងរំសាយចេញ ភាគល្អិតលីចូមដែលគិតថ្លៃ (ឬអ៊ីយ៉ុង) ត្រូវបានបញ្ជូនពីអេឡិចត្រូតមួយទៅអេឡិចត្រូតមួយទៀត តាមរយៈអេឡិចត្រូលីតរាវ។
បញ្ហាមួយជាមួយនឹងការរចនានេះគឺថានៅតង់ស្យុង និងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់ អេឡិចត្រូលីតរាវអាចងាយនឹងបង្កជាហេតុ និងឆេះបាន។ លោកវេជ្ជបណ្ឌិត Kevin Huang Ph.D.'15 ដែលជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស្រាវជ្រាវនៅក្នុងក្រុម Olivetti មានប្រសាសន៍ថា ថ្មជាទូទៅមានសុវត្ថិភាពក្នុងការប្រើប្រាស់ធម្មតា ប៉ុន្តែហានិភ័យនៅតែមាន។
បញ្ហាមួយទៀតគឺថា អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង មិនស័ក្តិសមសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងរថយន្ត។ កញ្ចប់ថ្មធំ និងធ្ងន់យកកន្លែង បង្កើនទម្ងន់សរុបរបស់រថយន្ត និងកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពប្រេង។ ប៉ុន្តែវាពិបាកក្នុងការធ្វើឱ្យថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះមានទំហំតូចជាង និងស្រាលជាងមុន ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវដង់ស៊ីតេថាមពលរបស់ពួកគេ ពោលគឺបរិមាណថាមពលដែលបានរក្សាទុកក្នុងមួយក្រាមនៃទម្ងន់។
ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសំខាន់ៗនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ដើម្បីបង្កើតកំណែរឹងទាំងអស់ ឬសភាពរឹង។ ពួកគេកំពុងជំនួសអេឡិចត្រូលីតរាវនៅកណ្តាលជាមួយនឹងអេឡិចត្រូលីតរឹងស្តើងដែលមានស្ថេរភាពលើជួរដ៏ធំទូលាយនៃវ៉ុល និងសីតុណ្ហភាព។ ជាមួយនឹងអេឡិចត្រូលីតរឹងនេះ ពួកគេបានប្រើអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ និងអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានលោហៈលីចូមដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ ដែលមានកម្រាស់តិចជាងស្រទាប់កាបូន porous ធម្មតា។ ការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យមានកោសិការួមតូចជាងខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវសមត្ថភាពផ្ទុកថាមពលរបស់វា ដែលបណ្តាលឱ្យមានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាង។
លក្ខណៈពិសេសទាំងនេះ - ការពង្រឹងសុវត្ថិភាព និងដង់ស៊ីតេថាមពលកាន់តែច្រើន- ប្រហែលជាអត្ថប្រយោជន៍ពីរដែលត្រូវបានគេលើកឡើងជាទូទៅនៃថ្មរឹងដែលមានសក្ដានុពល ប៉ុន្តែអ្វីៗទាំងអស់នេះគឺជាការទន្ទឹងរង់ចាំ និងសង្ឃឹមសម្រាប់ ហើយមិនចាំបាច់អាចសម្រេចបានឡើយ។ យ៉ាងណាមិញ លទ្ធភាពនេះមានអ្នកស្រាវជ្រាវជាច្រើនកំពុងស្វះស្វែងរកសម្ភារៈ និងការរចនាដែលនឹងផ្តល់ជូនតាមការសន្យានេះ។
គិតលើសពីមន្ទីរពិសោធន៍
អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតនូវសេណារីយ៉ូគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើនដែលមើលទៅហាក់ដូចជាមានជោគជ័យនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។ ប៉ុន្តែ Olivetti និង Huang ជឿថា ដោយសារភាពបន្ទាន់នៃបញ្ហាប្រឈមនៃការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ ការពិចារណាជាក់ស្តែងបន្ថែមអាចមានសារៈសំខាន់។ Olivetti និយាយថា យើងអ្នកស្រាវជ្រាវតែងតែមានម៉ែត្រក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដើម្បីវាយតម្លៃសម្ភារៈនិងដំណើរការដែលអាចកើតមាន។ ឧទាហរណ៍អាចរួមបញ្ចូលទំហំផ្ទុកថាមពល និងអត្រាសាក/ការបញ្ចេញថាមពល។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើគោលបំណងគឺការអនុវត្ត យើងស្នើឱ្យបន្ថែមរង្វាស់ដែលជាពិសេសដោះស្រាយសក្តានុពលសម្រាប់ការធ្វើមាត្រដ្ឋានយ៉ាងឆាប់រហ័ស។
សម្ភារៈនិងភាពអាចរកបាន
នៅក្នុងពិភពនៃអេឡិចត្រូលីតអសរីរាង្គរឹង មានវត្ថុធាតុសំខាន់ពីរប្រភេទ - អុកស៊ីដដែលមានអុកស៊ីហ្សែន និងស៊ុលហ្វីតដែលមានស្ពាន់ធ័រ។ Tantalum ត្រូវបានគេផលិតជាអនុផលនៃការជីកយករ៉ែសំណប៉ាហាំង និងនីអូប៊ីយ៉ូម។ ទិន្នន័យប្រវត្តិសាស្រ្តបង្ហាញថាការផលិត tantalum គឺខិតទៅជិតសក្តានុពលអតិបរមាជាង germanium ក្នុងអំឡុងពេលការជីកយករ៉ែសំណប៉ាហាំងនិង niobium ។ ដូច្នេះ ភាពអាចរកបាននៃសារធាតុ tantalum គឺជាការព្រួយបារម្ភកាន់តែខ្លាំងសម្រាប់ការកើនឡើងនៃកោសិកាដែលមានមូលដ្ឋានលើ LLZO ដែលអាចធ្វើទៅបាន។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការដឹងពីភាពអាចរកបាននៃធាតុនៅក្នុងដីមិនអាចដោះស្រាយជំហានដែលត្រូវការដើម្បីទទួលបានវាទៅក្នុងដៃរបស់អ្នកផលិតនោះទេ។ ដូច្នេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានស៊ើបអង្កេតសំណួរបន្តអំពីខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់នៃធាតុសំខាន់ៗដូចជា ការជីកយករ៉ែ ការកែច្នៃ ការចម្រាញ់ ការដឹកជញ្ជូន។ល។ ដោយសន្មតថាមានការផ្គត់ផ្គង់ច្រើន តើខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់សម្រាប់ការចែកចាយសម្ភារៈទាំងនេះអាចពង្រីកបានលឿនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបំពេញកំណើនដែរឬទេ។ តម្រូវការថ្ម?
នៅក្នុងការវិភាគគំរូមួយ ពួកគេបានពិនិត្យមើលថាតើខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់សម្រាប់ germanium និង tantalum នឹងត្រូវការកើនឡើងពីមួយឆ្នាំទៅមួយឆ្នាំ ដើម្បីផ្តល់ថាមពលថ្មសម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនីដែលបានគ្រោងទុកនៅឆ្នាំ 2030 ។ ជាឧទាហរណ៍ កងនាវានៃយានជំនិះអគ្គិសនី ដែលជារឿយៗត្រូវបានលើកឡើងជាគោលដៅសម្រាប់ឆ្នាំ 2030 នឹងត្រូវការផលិតថ្មឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីផ្តល់ថាមពលសរុប 100 ជីហ្គាវ៉ាត់ម៉ោង។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលដៅនេះ ដោយប្រើតែថ្ម LGPS ខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ germanium នឹងត្រូវកើនឡើង 50% ពីមួយឆ្នាំទៅមួយឆ្នាំ ដែលជាការពង្រីកមួយ ដោយសារអត្រាកំណើនអតិបរមាមានប្រហែល 7% កាលពីអតីតកាល។ ដោយប្រើតែកោសិកា LLZO ខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់សម្រាប់ tantalum នឹងត្រូវការកើនឡើងប្រហែល 30% - អត្រាកំណើនលើសពីអតិបរមាជាប្រវត្តិសាស្ត្រប្រហែល 10% ។
ឧទាហរណ៍ទាំងនេះបង្ហាញពីសារៈសំខាន់នៃការពិចារណាលើភាពអាចរកបាននៃសម្ភារៈ និងខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ នៅពេលវាយតម្លៃសក្តានុពលនៃការកើនឡើងនៃអេឡិចត្រូលីតរឹងផ្សេងៗគ្នា លោក Huang មានប្រសាសន៍ថា៖ ទោះបីជាបរិមាណនៃសម្ភារៈមិនមែនជាបញ្ហាក៏ដោយ ដូចជានៅក្នុងករណីនៃ germanium ការធ្វើមាត្រដ្ឋានទាំងអស់ ជំហាននៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ដើម្បីផ្គូផ្គងការផលិតយានជំនិះអគ្គិសនីនាពេលអនាគតអាចត្រូវការអត្រាកំណើនដែលស្ទើរតែមិនធ្លាប់មានពីមុនមក។
សម្ភារៈនិងដំណើរការ
កត្តាមួយទៀតដែលត្រូវពិចារណានៅពេលវាយតម្លៃសក្តានុពលនៃការធ្វើមាត្រដ្ឋាននៃការរចនាថ្មគឺភាពលំបាកនៃដំណើរការផលិត និងផលប៉ះពាល់ដែលវាអាចមានលើការចំណាយ។ មានជំហានជាច្រើនដែលជៀសមិនរួចពាក់ព័ន្ធនឹងការផលិតថ្មរឹង ហើយការបរាជ័យនៃជំហានណាមួយបង្កើនតម្លៃនៃកោសិកានីមួយៗដែលផលិតដោយជោគជ័យ។
ក្នុងនាមជាប្រូកស៊ីសម្រាប់ការលំបាកក្នុងការផលិត Olivetti, Ceder និង Huang បានស្វែងយល់ពីផលប៉ះពាល់នៃអត្រាបរាជ័យលើការចំណាយសរុបនៃការរចនាថ្មរដ្ឋរឹងដែលបានជ្រើសរើសនៅក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យរបស់ពួកគេ។ ក្នុងឧទាហរណ៍មួយ ពួកគេបានផ្តោតលើអុកស៊ីដ LLZO ។ LLZO មានភាពផុយស្រួយណាស់ ហើយសន្លឹកធំស្តើងល្មមនឹងប្រើក្នុងថ្មរឹងដែលមានដំណើរការខ្ពស់ ទំនងជានឹងប្រេះ ឬបែកនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការផលិត។
ដើម្បីកំណត់ពីផលប៉ះពាល់នៃការចំណាយនៃការបរាជ័យបែបនេះ ពួកគេបានក្លែងធ្វើជំហានដំណើរការសំខាន់ៗចំនួនបួនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រមូលផ្តុំកោសិកា LLZO ។ នៅជំហាននីមួយៗ ពួកគេបានគណនាតម្លៃដោយផ្អែកលើទិន្នផលសន្មត់ ពោលគឺសមាមាត្រនៃកោសិកាសរុបដែលត្រូវបានដំណើរការដោយជោគជ័យដោយមិនបរាជ័យ។ សម្រាប់ LLZO ទិន្នផលគឺទាបជាងការរចនាផ្សេងទៀតដែលពួកគេបានសិក្សា។ លើសពីនេះទៅទៀត នៅពេលដែលទិន្នផលថយចុះ ការចំណាយក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់ម៉ោង (kWh) នៃថាមពលកោសិកាបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលកោសិកា 5% បន្ថែមទៀតត្រូវបានបន្ថែមទៅជំហានចុងក្រោយនៃកំដៅ cathode ការចំណាយបានកើនឡើងប្រហែល $30/kWh ដែលជាការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចដែលពិចារណាថាតម្លៃគោលដៅដែលទទួលយកជាទូទៅសម្រាប់កោសិកាបែបនេះគឺ $100/kWh ។ ច្បាស់ណាស់ ការលំបាកក្នុងការផលិតអាចជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើលទ្ធភាពនៃការទទួលយកការរចនាទ្រង់ទ្រាយធំ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ០៩-០៩-២០២២