Miks me eelistame droonitehnoloogia puhul tahkisakusid?

Liitium-ioonakutehnoloogia praegused piirangud takistavad tasakaalu saavutamist lennu kestuse ja kandevõime vahel.

Droonientusiastid ei peaks valima, kas hoida oma droone kauem õhus või varustada need kallimate akudega. Hädaabimeeskonnad ei peaks kulutule leviku jälgimisel droone laadimiseks tagasi kutsuma.

Tahkispatareidlahendada temperatuuriprobleemid, mis on pikka aega vaevanud sõjalisi operatsioone, mille eelised ulatuvad palju kaugemale töötlemata jõudlusnäitajatest. Nende elektrolüüdid püsivad stabiilsed ka väga madalatel temperatuuridel, tagades usaldusväärse jõudluse Arktika luuremissioonide ajal, taludes samal ajal 70 °C kokkupuudet ilma termilise põgenemisriskita, mis tavalisi akusid kimbutavad.

Tahkisaku tehnoloogia hiljutiste edusammude ülevaatamine toob esile ohutuse, energiatiheduse ja tsükli eluea paranemise.

Tahkispatareid kujutavad endast paljutõotavat uut tehnoloogiat, millel on potentsiaal muuta energia salvestamise ja kasutamise revolutsiooniliseks. Erinevalt traditsioonilistest liitiumioonakudest, mis kasutavad vedelaid elektrolüüte ioonide ülekandmiseks elektroodide vahel, kasutavad SSB-d tahkeid elektrolüüte, pakkudes vedelate analoogide ees mitmeid eeliseid.

SSB-d pakuvad suuremat energiatihedust ja pikemat eluiga, on ohutumad kui tavalised akud ja on keskkonnasõbralikumad. Lisaks võivad SSB-d teatud tingimustel kiiremini laadida kui traditsioonilised akud ja neid saab kasutada paljudes rakendustes, alates tarbijadroonidest kuni elektrisõidukiteni.

Tahkispatareid seisavad silmitsi mitmete väljakutsetega, milleks on eelkõige kõrge hind, mehaaniline ja liidese ebastabiilsus ning dendriidi moodustumine. Viimastel aastatel on SSB-de arendamisel tehtud märkimisväärseid edusamme, kusjuures teadlased üle maailma on püüdnud ületada allesjäänud väljakutseid ja tuua see tehnoloogia turule.

Seega on tahkispatareide valdkonnas toimunud tohutu edusamm, mis on toonud meid lähemale äriliselt elujõuliste ja suure jõudlusega energiasalvestuslahenduste saavutamisele. Kui uurime tahkisaku materjalide keerulist maailma, saab selgeks, et hoolikas valik ja optimeerimine on selle tehnoloogia täieliku potentsiaali realiseerimiseks üliolulised.

Tahkisakude eelised ja puudused

Katoodi / tahke elektrolüüdi liides on tahkisakude elektrokeemiliste protsesside jaoks kriitiline, mõjutades oluliselt ioonide transpordi kineetikat. Tahked elektrolüüdid pakuvad vedelate elektrolüütidega võrreldes paremat termilist stabiilsust ja suuremat vastupidavust. Materjali jõudlus varieerub mitmete keskkonnamuutujate, sealhulgas ümbritseva õhu temperatuuri, rõhu ja niiskuse tõttu. Lisaks materjalidele tuleb käsitleda ka aku lagunemist kui peamist tegurit, mis mõjutab pikaajalist jõudlust.

Aku laadimine

Võrreldes vedelate elektrolüütidega on tahkisakudel parem ioonjuhtivus, mis võimaldab kiiremat laadimiskiirust. Erinevalt traditsioonilistest vedelaid elektrolüüte kasutavatest liitiumioonakudest kasutavad tahkisakud tahkeid elektrolüüte, et hõlbustada ioonide liikumist elektroodide vahel.

Lisaks võib kiirlaadimine pooljuhtakudega olla ohutum ja töökindlam.

Mõju tegelikule maailmale: droonide tarnimise suurenemine

Need edusammud ei piirdu ainult laborikatsetega – need muudavad juba droonirakendusi.

Põllumajandus: Pikendatud aku tööeaga droonid võivad katta üle 200 aakri ühe lennu kohta, piserdades pidevalt põllukultuure või jälgides mulla tervist.

Hädaabi: liitiumakude ja päikesepaneelide lisaseadmetega (lisatoite saamiseks) varustatud otsingu- ja päästedroonid võivad õhus püsida üle kahe tunni, skaneerides suuremaid alasid kadunud inimeste või metsatulekahjude leidmiseks.

Logistika: kohaletoimetamisdroonid, nagu Amazon, katsetavad tahkis-akusid, mille eesmärk on 50-kilomeetrised lennud, et toimetada pakid maapiirkondadesse, kus puudub juurdepääs maanteedele.

Tahkispatareidlubab droonide maastikku põhjalikult muuta, suurendades märkimisväärselt kommerts- ja tsiviilplatvormide lennuvastupidavust ja missioonivõimet, suurendades erinevate ülesannete tõhusust.