Smaoinich air eòlaiche-inntinn ag innse dha do phàrantan, air an latha a rugadh tu, dè cho fada ’s a bhiodh tu beò. Tha eòlas coltach ris comasach dha ceimigearan bataraidh a tha a’ cleachdadh mhodalan coimpiutaireachd ùra gus fad-beatha bataraidhean obrachadh a-mach stèidhichte air dìreach aon chearcall de dhàta deuchainneach.

Ann an sgrùdadh ùr, tha luchd-rannsachaidh aig Saotharlann Nàiseanta Argonne aig Roinn Cumhachd nan Stàitean Aonaichte (DOE) air tionndadh gu cumhachd ionnsachadh innealan gus ro-innse fad-beatha raon farsaing de cheimigean bataraidh eadar-dhealaichte. Le bhith a’ cleachdadh dàta deuchainneach a chaidh a chruinneachadh aig Argonne bho sheata de 300 bataraidh a’ riochdachadh sia ceimigean bataraidh eadar-dhealaichte, faodaidh na luchd-saidheans faighinn a-mach gu ceart dè cho fada ’s a chumas bataraidhean eadar-dhealaichte a’ cuairteachadh.

Tha luchd-rannsachaidh Argonne air modalan ionnsachaidh innealan a chleachdadh gus ro-innse a dhèanamh air beatha cearcall bataraidh airson raon farsaing de cheimigean eadar-dhealaichte. (Ìomhaigh le Shutterstock/Sealstep.)

Ann an algairim ionnsachaidh innealan, bidh luchd-saidheans a’ trèanadh prògram coimpiutair gus co-dhùnaidhean a dhèanamh air seata dàta tùsail, agus an uairsin a’ gabhail na dh’ionnsaich e bhon trèanadh sin gus co-dhùnaidhean a dhèanamh air seata dàta eile.

“Airson gach seòrsa eadar-dhealaichte de thagradh bataraidh, bho fhònaichean-làimhe gu carbadan dealain gu stòradh lìonra, tha fad-beatha bataraidh deatamach do gach neach-cleachdaidh," thuirt an saidheansair coimpiutaireachd aig Argonne, Noah Paulson, ùghdar an sgrùdaidh. ​“Faodaidh e bliadhnaichean a thoirt gus bataraidh a thionndadh mìltean de thursan gus am fàillig e; bidh an dòigh againn a’ cruthachadh seòrsa de chidsin deuchainn coimpiutaireachd far am faod sinn faighinn a-mach gu sgiobalta mar a bhios diofar bataraidhean ag obair.”

“An-dràsta, ’s e an aon dòigh air measadh a dhèanamh air mar a bhios comas bataraidh a’ crìonadh a bhith ga ath-chuairteachadh,” thuirt Susan “Sue” Babinec, ceimigear-leictreolaig à Argonne, ùghdar eile den sgrùdadh. “Tha e glè dhaor agus bheir e ùine mhòr.”

A rèir Paulson, faodaidh am pròiseas airson fad-beatha bataraidh a stèidheachadh a bhith duilich. ​“Is e an fhìrinn nach mair bataraidhean gu bràth, agus tha dè cho fada ‘s a mhaireas iad an urra ris an dòigh anns a bheil sinn gan cleachdadh, a bharrachd air an dealbhadh agus an ceimigeachd," thuirt e. ​“Gu ruige seo, chan eil dòigh mhath air a bhith ann airson faighinn a-mach dè cho fada ‘s a mhaireas bataraidh. Bidh daoine airson faighinn a-mach dè cho fada ‘s a tha aca gus am feum iad airgead a chosg air bataraidh ùr.”

Is e aon taobh sònraichte den sgrùdadh gun robh e an urra ri obair dheuchainneach fharsaing a chaidh a dhèanamh aig Argonne air measgachadh de stuthan catod bataraidh, gu sònraichte catod stèidhichte air nicil-manganese-cobalt (NMC) aig Argonne, aig a bheil peutant. ​“Bha bataraidhean againn a bha a’ riochdachadh diofar cheimigean, aig an robh diofar dhòighean anns am biodh iad a’ crìonadh agus a’ fàiligeadh," thuirt Paulson. ​“Is e luach an sgrùdaidh seo gun tug e dhuinn comharran a tha sònraichte do mar a bhios bataraidhean eadar-dhealaichte ag obair.”

Tha comas aig tuilleadh sgrùdaidh san raon seo stiùireadh a thoirt do àm ri teachd bataraidhean lithium-ion, thuirt Paulson. “Is e aon de na rudan as urrainn dhuinn a dhèanamh an algairim a thrèanadh air ceimigeachd aithnichte agus toirt air ro-innse a dhèanamh air ceimigeachd neo-aithnichte," thuirt e. “Gu bunaiteach, is dòcha gun cuidich an algairim sinn a dh’ionnsaigh cheimigeachdan ùra is leasaichte a bheir beatha nas fhaide.”

San dòigh seo, tha Paulson den bheachd gum faodadh an algairim ionnsachaidh innealan leasachadh is deuchainn stuthan bataraidh a luathachadh. ​“Abair gu bheil stuth ùr agad, agus gun dèan thu ath-chuairteachadh air beagan thursan. Dh’ fhaodadh tu an algairim againn a chleachdadh gus a fad-beatha a ro-innse, agus an uairsin co-dhùnaidhean a dhèanamh a bheil thu airson leantainn air adhart ga ath-chuairteachadh gu deuchainneach no nach eil.”

“Ma tha thu nad neach-rannsachaidh ann an obair-lann, faodaidh tu mòran a bharrachd stuthan a lorg agus a dhearbhadh ann an ùine nas giorra oir tha dòigh nas luaithe agad air am measadh," thuirt Babinec.

Pàipear stèidhichte air an sgrùdadh, ​“Leig innleadaireachd fheartan airson ionnsachadh innealan le ro-innse tràth air fad-beatha bataraidh, ” a nochd ann an deasachadh air-loidhne 25 Gearran de Journal of Power Sources.

A bharrachd air Paulson agus Babinec, tha ùghdaran eile a’ phàipeir a’ toirt a-steach Joseph Kubal à Argonne, Logan Ward, Saurabh Saxena agus Wenquan Lu.

Chaidh an sgrùdadh a mhaoineachadh le tabhartas bho Rannsachadh is Leasachadh air a stiùireadh le Saotharlann Argonne (LDRD).