அமெரிக்க நிறுவனம் தீவிர குளிரிலும் செயல்படும் பாதுகாப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை தயாரிக்கத் தொடங்கியது

பல ஆற்றல்-சேமிப்பு தொடக்க நிறுவனங்கள் எட்டாத ஒரு எல்லையை ஒரு அமெரிக்க பேட்டரி உருவாக்குநர் கடந்துள்ளார்: இப்போது அவர் ஒரு உண்மையான உற்பத்தி வரிசையை இயக்குகிறார். South 8 Technologies நிறுவனம் தனது வசதியில் அரை-தானியங்கி பேட்டரி மின்கல உற்பத்தி வரிசையை இயக்கத் தொடங்கியுள்ளது, இதன் கொள்ளளவு 5 MWh என்று நிறுவனம் தெரிவித்துள்ளது. கேள்விக்குரிய மின்கலங்கள் லித்தியம்-அயன் வகையைச் சேர்ந்தவை, ஆனால் அவற்றுக்கு ஒரு தனித்துவமான திருப்பம் உள்ளது — அவை தீவிர குளிரிலும் தொடர்ந்து செயல்படும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

இந்த கவனம் நிறுவனத்தை ஒரு கிலோவாட்-மணி விலையை விட செயல்திறன் முக்கியமான ஒரு சந்தையில் நேரடியாக நிலைநிறுத்துகிறது. வெப்பநிலை உறைநிலைக்கு மிகக் கீழே குறையும்போது செயலிழக்காத பேட்டரிகளை பாதுகாப்புத் திட்டமிடுபவர்கள் பல ஆண்டுகளாகத் தேடி வருகின்றனர், வழக்கமான லித்தியம்-அயன் மின்கலங்கள் பிடிவாதமாக ஒத்துழைக்க மறுத்துவிட்டன.

லித்தியம்-அயனுக்கு குளிர் ஏன் மிகக் கடினமான சோதனை

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் மின்வேதியியல் சாதனங்கள், மேலும் பெரும்பாலான வேதிவினைகளைப் போலவே, வெப்பநிலை குறையும்போது அவற்றின் உள்ளே நடக்கும் செயல்முறைகளும் மெதுவாகின்றன. அயன்கள் ஒரு திரவ மின்பகுளி வழியாக மின்முனைகளுக்கு இடையே இயற்பியல் ரீதியாக நகர வேண்டும், அந்தப் பயணம் குளிரில் படிப்படியாக மேலும் கடினமாகிறது.

மின்பகுளி தடை

பெரும்பாலான வணிக லித்தியம்-அயன் மின்கலங்கள் குறைந்த வெப்பநிலையில் கெட்டியாகத் தொடங்கி, இறுதியில் உறைந்துவிடக்கூடிய அல்லது அயன்களை திறம்பட கடத்தும் திறனை இழக்கக்கூடிய ஒரு திரவ மின்பகுளியைப் பயன்படுத்துகின்றன. அது நிகழும்போது, உள் எதிர்ப்பு கூர்மையாக உயர்கிறது. பேட்டரி பெயரளவில் மின்னூட்டத்தை இன்னும் வைத்திருக்கலாம், ஆனால் அந்த மின்னூட்டத்தை பயனுள்ள விகிதத்தில் வழங்க முடியாது.

குளிர் உண்மையில் செயல்திறனை என்ன செய்கிறது

நடைமுறை அடிப்படையில், குளிரில் ஊறிய பேட்டரி மூன்று வழிகளில் திணறுகிறது. அதன் பயன்படுத்தக்கூடிய கொள்ளளவு சுருங்குகிறது, ஏனெனில் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் முழுவதையும் பிரித்தெடுக்க முடியாது. அதன் மின் வெளியீடு குறைகிறது, இது மின்னோட்டத்தின் ஒரு வெடிப்பு தேவைப்படும் எதற்கும் ஒரு பிரச்சினை — வாகனத்தைத் தொடங்குதல், ட்ரோனை ஏவுதல், அல்லது அதிக மின் இழுவை உணரியை இயக்குதல். மேலும் மின்னூட்டம் ஆபத்தானதாகிறது, ஏனெனில் குளிர்ந்த மின்கலத்தில் மின்னோட்டத்தை கட்டாயப்படுத்துவது லித்தியம் சரியாக இடைச்செருகலுக்குப் பதிலாக நேர்மின்வாயில் பூசப்படுவதற்கு காரணமாகலாம், காலப்போக்கில் பேட்டரியை சிதைத்து, மோசமான நிலையில் பாதுகாப்பு அபாயங்களை உருவாக்கலாம்.

அந்த மூன்று விளைவுகளும் களத்தில் ஒன்றையொன்று பெருக்குகின்றன. காலநிலை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆய்வகத்தில் ஒரு சோதனை மேசையில் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய அளவில் செயல்படும் ஒரு அலகு, உறைநிலைக்குக் கீழே ஒரு இரவுக்குப் பிறகு கிட்டத்தட்ட பயன்படுத்த முடியாததாக மாறலாம், இது துல்லியமாக பாதுகாப்பு உபகரணங்கள் தாங்க வேண்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படும் சூழலாகும்.

புதிய உற்பத்தி வரிசை எதைக் குறிக்கிறது

இந்த அறிவிப்பின் முக்கியத்துவம் மூல வெளியீட்டை விட அது குறிக்கும் மாற்றத்தில் அதிகம் உள்ளது. ஆய்வக-அளவிலான மின்கலங்களிலிருந்து அரை-தானியங்கி வரிசைக்கு மாறுவது என்பது, நிறுவனம் இப்போது உற்பத்தியின் கவர்ச்சியற்ற யதார்த்தங்களைக் கையாளுகிறது என்று பொருள்: செயல்முறை நிலைத்தன்மை, விளைச்சல், தரக் கட்டுப்பாடு, மற்றும் இராணுவ வாங்குபவர்கள் கோரும் மீள்செயல்திறன்.

5 MWh ஆண்டு அல்லது பெயரளவு கொள்ளளவு, மின்சார வாகனம் மற்றும் கட்டமைப்பு-சேமிப்பு தொழில்களில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் பல-கிகாவாட்-மணி நிலையங்களுடன் ஒப்பிடும்போது சிறியது. ஆனால் சிறப்பு பாதுகாப்பு மின்கலங்கள் ஒரு பொதுச் சந்தை அல்ல. அளவுகள் குறைவு, விவரக்குறிப்புகள் இறுக்கமானவை, மற்றும் வேறு எதுவும் செயல்படாதபோது செயல்படும் ஒரு பகுதிக்கு வாடிக்கையாளர் பெரும்பாலும் அதிக விலை கொடுக்கத் தயாராக இருக்கிறார். இந்த அளவிலான ஒரு வரிசை, முழு கிகாஃபேக்டரியின் மூலதனம் தேவைப்படாமல், சில பாதுகாப்பு வாடிக்கையாளர்களுக்கான பைலட் திட்டங்கள், தகுதிச் சோதனை, மற்றும் ஆரம்ப உற்பத்தி இயக்கங்களை ஆதரிக்க முடியும்.

அரை-தானியங்கி என்ற விவரணையும் அர்த்தமுள்ளது. முழுமையாக கைமுறை சட்டசபை அளவிடுவது கடினம் மற்றும் நிலையானதாக வைத்திருப்பது கடினம்; முழுமையாக தானியங்கி வரிசைகள் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் நெகிழ்வற்றவை. ஒரு அரை-தானியங்கி அணுகுமுறை, கடினமான கருவிகளில் ஈடுபடுவதற்கு முன்பு தனது செயல்முறைக்கு உண்மையில் என்ன தேவை என்பதை ஒரு இளம் உற்பத்தியாளர் அறிய அனுமதிக்கிறது — புதிய மின்கல வடிவமைப்பை இன்னும் நிரூபித்து வரும் ஒரு நிறுவனத்திற்கு இது ஒரு நியாயமான நிலைப்பாடு.

குளிர்-திறன் பேட்டரிகள் எங்கு மிக முக்கியம்

பாதுகாப்பு பயன்பாடுகளை கற்பனை செய்வது கடினம் அல்ல. ஆர்க்டிக் மற்றும் துணை-ஆர்க்டிக் செயல்பாடுகள், அதிக உயர பயன்பாடுகள், மற்றும் குளிர்கால பயிற்சி பயிற்சிகள் அனைத்தும் வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேக்குகளை வழக்கமாக தோற்கடிக்கும் வெப்பநிலைகளுக்கு உபகரணங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன.

• கீழிறங்கிய வீரர்கள் வானொலிகள், இரவு-பார்வை சாதனங்கள், இலக்கு ஒளியியல், மற்றும் வழிசெலுத்தல் கருவிகளை எடுத்துச் செல்கிறார்கள், அவை அனைத்தும் பேட்டரிகளைச் சார்ந்தவை. குளிர்-காலநிலை தோல்விகள் எடையைக் குறிக்கின்றன, ஏனெனில் துருப்புக்கள் உதிரி பாகங்களை எடுத்துச் செல்வார்கள், மற்றும் ஆபத்தை, ஏனெனில் இறந்த பேட்டரி மிக மோசமான தருணத்தில் ஒரு திறனை ஆஃப்லைனில் கொண்டு செல்ல முடியும்.
• ஆளில்லா அமைப்புகள் வடக்கு அட்சரேகைகளில் காற்றிலும் தரையிலும் அதே பிரச்சினையை எதிர்கொள்கின்றன, அங்கு குளிரில் ஊறிய பேக்குகள் சகிப்புத்தன்மை மற்றும் ஏவுதல் நம்பகத்தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.
• வாகனங்கள் மற்றும் தொலை உணரிகள் நீண்ட காலத்திற்கு அப்படியே விடப்பட்டவை, மின்சாரத்தை இழுக்கும் ஹீட்டர்களால் செல்லம் கொடுக்கப்படாமல் தொடங்க, அனுப்ப, மற்றும் மறுசார்ஜ் செய்ய முடியும்.

அந்த ஒவ்வொரு பயன்பாட்டு நிலையும் ஒரே பண்புகளுக்கு முக்கியத்துவம் அளிக்கிறது: குறைந்த வெப்பநிலையில் பயன்படுத்தக்கூடிய கொள்ளளவு, நம்பகமான வெளியேற்ற மின்னோட்டம், மற்றும் சேதமின்றி மின்னூட்டத்தை ஏற்கும் திறன்.

உள்நாட்டு உற்பத்தி கோணம்

தொழில்நுட்பக் கதையின் மேல் ஒரு இரண்டாவது கதை அடுக்கப்பட்டுள்ளது. பேட்டரி உற்பத்தி பொறியியலைப் போலவே தொழில்துறை கொள்கையின் ஒரு விஷயமாக மாறியுள்ளது, அரசாங்கங்கள் மின்கல உற்பத்தியை வீட்டிற்கு நெருக்கமாக நங்கூரமிடவும், முக்கியமான கூறுகளுக்கான வெளிநாட்டு விநியோகச் சங்கிலிகளைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கவும் தள்ளுகின்றன.

பாதுகாப்பு வாடிக்கையாளர்களுக்காக ஒரு உள்நாட்டு மின்கல வரிசையை நிறுவும் ஒரு அமெரிக்க நிறுவனம் அந்த நிகழ்ச்சி நிரலில் நேர்த்தியாகப் பொருந்துகிறது. பாதுகாப்பு கொள்முதல் அதன் சொந்த தர்க்கத்தைக் கொண்டுள்ளது, இதில் ஆதாரம், கண்டறியும் தன்மை, மற்றும் ஒரு சப்ளையரின் செயல்முறையை தணிக்கை செய்யும் திறன் பற்றிய தேவைகள் அடங்கும். ஒரு உள்நாட்டு உற்பத்தி வரிசையை — ஒரு சாதாரணமான ஒன்றைக் கூட — சுட்டிக்காட்ட முடிவது, உறுதியான விநியோகத்திற்கு முன்னுரிமை அளிக்கும் ஒப்பந்தங்களுக்காக போட்டியிடும்போது ஒரு அர்த்தமுள்ள தகுதியாகும்.

இன்னும் நிரூபிக்கப்பட வேண்டியவை

ஒரு உற்பத்தி வரிசையை அறிவிப்பது, தகுதிபெற்ற வன்பொருளை அளவில் அனுப்புவதற்கு சமமானதல்ல. இது ஒரு நீடித்த வணிகமாக அல்லது ஒரு ஈர்க்கக்கூடிய பைலட்டாக மாறுமா என்பதை பல கேள்விகள் தீர்மானிக்கும்.

• ஒரே ஒரு அளவுகோல் வெப்பநிலையில் மட்டுமல்ல, முழு குளிர்-காலநிலை நிலைகளிலும் மின்கலங்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன?
• மின்கலங்கள் குளிரில் மீண்டும் மீண்டும் மின்னூட்டம் செய்யப்பட்டு வெளியேற்றப்படும்போது சுழற்சி-ஆயுள் எண்கள் என்ன?
• இராணுவ தகுதி கோரும் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்கும் அதே வேளையில் நிறுவனம் தனது செயல்முறையை அளவிட முடியுமா?
• அளவு அதிகரித்தவுடன் ஒரு கிலோவாட்-மணி விலை பாதுகாப்பு பட்ஜெட்டுகளின் எல்லைக்குள் இருக்குமா?

அந்த பதில்கள் எதுவும் ஒரே இரவில் வராது. பேட்டரி தகுதி திட்டங்கள் நீண்டவை, மற்றும் பாதுகாப்பு வாடிக்கையாளர்கள் வடிவமைப்பின்படி பழமைவாதிகள்.

அடிப்படை விஷயம்

South 8 Technologies ஒரு கருத்தை நிரூபிப்பதிலிருந்து, குளிர்-காலநிலை செயல்திறனை அதன் வரையறுக்கும் கூற்றாகக் கொண்டு, பாதுகாப்பு பயன்பாடுகளை இலக்காகக் கொண்ட ஒரு அரை-தானியங்கி 5 MWh மின்கல வரிசையை இயக்குவதற்கு நகர்ந்துள்ளது. அந்த கலவை — ஒரு கடினமான தொழில்நுட்ப பிரச்சினை, நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட வாடிக்கையாளர், மற்றும் ஒரு உள்நாட்டு உற்பத்தி அடிச்சுவடு — பல பேட்டரி தொடக்க நிறுவனங்கள் கூற முடியாத ஒரு ஒத்திசைவான நிலைப்பாடாகும். அடுத்த கட்டம், வேதியியலின் புதுமையைப் பற்றியதல்ல, அளவில் நம்பகத்தன்மையை நிரூபிப்பதைப் பற்றியதாக இருக்கும்.

இந்த கட்டுரை Interesting Engineering இன் செய்தி அறிக்கையின் அடிப்படையில் அமைந்தது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.