Nhẹ và pin hiệu quả nhờ công nghệ 3D và vật liệu thể rắn trên màng mỏng

Ngày tạo: 22/03/2021 4:18:34 CH

Pin để lưu trữ năng lượng, ví dụ, trong ô tô điện, ngày càng trở nên quan trọng. LionVolt BV, một sản phẩm phụ của Tổ chức Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng Hà Lan (TNO), hứa hẹn sẽ chế tạo một loại pin màng mỏng 3D thể rắn nhẹ hơn, an toàn hơn và hiệu quả hơn so với các loại pin lithium hiện tại. 'Bằng chứng về Khái niệm' đã được chuyển giao. Hiện họ đang chờ các nhà đầu tư để có thể xây dựng nhà máy thí điểm đầu tiên. Liệu sự đổi mới này từ tỉnh Brabant của Hà Lan có chinh phục được thị trường châu Âu?

Công nghệ 3D, màng mỏng và trạng thái rắn

Nhu cầu sử dụng pin ngày càng lớn. Chúng có thể được sử dụng, trong số những thứ khác, để lưu trữ năng lượng được tạo ra bền vững trong ô tô điện. LionVolt BV, một sản phẩm phụ của Trung tâm Brabant TNO Holst, cung cấp một công nghệ đầy hứa hẹn cho các loại pin trong tương lai. Công nghệ sáng tạo này không hoàn toàn mới vì nó được xây dựng dựa trên một khái niệm trước đó được phát triển bởi Philips Research. Bên dưới những viên pin này là công nghệ 3D và các lớp vật liệu rắn khác nhau, được gọi là 'trạng thái rắn'. Cấu trúc 3D này được tạo ra bằng cách sử dụng hàng tỷ thanh được bao phủ bởi các lớp vật liệu chức năng mỏng.

Ưu điểm: may mắn lần thứ ba

Điều hứa hẹn là sự kết hợp của cấu trúc 3D, màng mỏng và chất điện phân rắn cho phép dẫn dòng điện. Ton van Mol, giám đốc điều hành của TNO tại Trung tâm Holst ở Eindhoven, Hà Lan, giải thích: “Cấu trúc 3D cung cấp diện tích bề mặt lớn cũng như khoảng cách nhỏ giữa các điện cực.

“Bởi vì các ion lithium chỉ phải bao phủ một khoảng cách ngắn, điều này dẫn đến tốc độ sạc và xả rất nhanh. Do đó, pin có thể được sạc trong vòng 10 phút. Ngoài ra, nó có thể đạt được mật độ năng lượng lớn hơn từ hai đến ba lần so với các loại pin hiện có. Điều đó có nghĩa là pin cần được sạc lại ít thường xuyên hơn. Điều này làm cho chúng hoạt động hiệu quả hơn so với các loại pin truyền thống. Trên thực tế, điều này có nghĩa là những chiếc xe có bộ pin như vậy sẽ có thể đi được quãng đường lớn hơn gấp ba lần so với hiện tại. "

Đổi lại, màng mỏng cho phép linh hoạt hơn và trọng lượng nhẹ hơn. Tính linh hoạt của vật liệu cho phép ứng dụng trong tất cả các loại quần áo và thiết bị đeo, trong khi trọng lượng nhẹ của nó khiến nó đặc biệt phù hợp cho các phương tiện giao thông, chẳng hạn như ô tô.

Cuối cùng, so với pin "ướt", có chứa chất điện phân lỏng, vật liệu "trạng thái rắn" làm cho chúng an toàn hơn rất nhiều. Có điều, chúng không thể bị rò rỉ. Cũng không có nguy cơ chúng phát nổ hoặc bắt lửa. Đó là trường hợp của các loại pin hiện thường được sử dụng trong ví dụ: máy tính xách tay và điện thoại thông minh.

Từ bằng chứng về khái niệm đến nhà máy thí điểm

Các công nghệ sản xuất mới - vẫn cần được mở rộng - được sử dụng để sản xuất pin. Van Mol vẫn lạc quan: “Với công nghệ sản xuất‘ lắng đọng lớp nguyên tử trong không gian ’do TNO và các đối tác phát triển (một công nghệ đã được TNO thương mại hóa cho pin mặt trời), chúng tôi có thể nhanh chóng xây dựng các bề mặt lớn từng lớp nguyên tử. Hiện chúng tôi muốn tham gia thị trường với sự kết hợp này ”.

Ton van Mol, Trung tâm Holst

Trong sáu năm qua, Trung tâm Holst đã làm việc trên một mô hình có thể mở rộng. Điều này lên đến đỉnh điểm là sự thành lập của LionVolt BV vào tháng 3 năm ngoái. Một bằng chứng về khái niệm đã đạt được vào tháng 12. Van Mol: “Công nghệ LionVolt đã có thể được sử dụng trong tất cả các loại thiết bị đeo được. Chẳng hạn như các miếng dán sức khỏe có thể đeo được mà bạn có thể gắn vào cánh tay của mình cho bệnh nhân theo dõi từ xa ”.

Tuy nhiên, bây giờ là lúc đầu tư để có thể thành lập nhà máy thí điểm đầu tiên. Sau đó, đó là vấn đề mở rộng quy mô, theo Van Mol. “Đối với một công nghệ đột phá như thế này, bạn cần phải cam kết trong một thời gian dài. Và bên cạnh rất nhiều tiền, điều đó cũng cần rất nhiều sự kiên nhẫn. Sẽ mất ít nhất 4-5 năm để thiết lập nhà máy thí điểm đầu tiên. Đây là lý do tại sao LionVolt trước tiên sẽ tập trung vào các khối lượng nhỏ hơn. Sau đó chúng tôi sẽ phải mở rộng sản xuất từng bước, từng nhà máy một ”.

Châu Âu thay thế

Mục tiêu cuối cùng của Van Mol là "một kiến trúc hoàn toàn mới" cho pin. “Loại pin này có thể được sử dụng cho bất cứ thứ gì. Nó thực sự có thể cung cấp một giải pháp thay thế châu Âu cho các loại pin hiện tại, mà hiện tại, tất cả vẫn có nguồn gốc từ châu Á. " Nhưng ở khía cạnh đó, Van Mol cảm thấy nhược điểm này cũng có ưu điểm của nó. “Việc chuyển đổi các nhà máy hiện tại rất phức tạp và thường không mang lại nhiều lợi nhuận. Trong khi đó, bạn có thể ngay lập tức thiết lập một nhà máy với cơ sở vật chất phù hợp cho công nghệ mới này. ”

Ít phụ thuộc hơn

Tin tốt là thị trường pin rất lớn. Và Van Mol dự đoán rằng kết thúc là điều xa vời. “Châu Âu vẫn chỉ có một số nhà máy sản xuất pin của riêng mình và một số nhà máy khác đang được xây dựng. Trong khi đó, các nhà sản xuất ô tô đều đang xếp hàng mua chúng. Ví dụ, Volkswagen gần đây cho biết họ sẽ nhắm tới 70% ô tô điện trong vòng 5 năm. Trong khi tất cả các nhà sản xuất ô tô khác, từ Volvo đến BMW, đều đang nghiên cứu sản xuất ô tô điện của họ. "

Và những gì về triển vọng tương lai cho máy bay và tàu, nơi trọng lượng cũng là một yếu tố quan trọng? Van Mol vẫn chưa dám nghĩ xa đến vậy, mặc dù anh rất tự tin về viễn cảnh tương lai. “Với nguồn điện từ đất nước của chúng tôi, không chỉ Hà Lan, mà cả châu Âu, sẽ có thể ít phụ thuộc hơn vào các cầu thủ châu Á. Điều đó sẽ tuyệt vời làm sao ?! Một nhà máy, ngay tại North Brabant, cũng sẽ cung cấp việc làm cho hàng nghìn người! ”

Nguồn: innovationorigins

Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d