2010 Πρωτοποριακή τεχνολογία: Μπαταρίες ιόντων λιθίου

Μετά από δεκαετίες έρευνας και παρατεταμένης χρήσης για την ενεργοποίηση των κινητών τηλεφώνων, των φορητών υπολογιστών και των διαφόρων ηλεκτρικών εργαλείων, μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-Ion), άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, καθιστώντας ένα σημαντικό ορόσημο στο δρόμο για την αντικατάσταση των καυσίμων πετρελαίου στα οχήματα.

Σύμφωνα με επιστήμονες και ειδικούς, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κατέλαβαν την πρώτη θέση στην καθιέρωση του βραβείου για τον τίτλο "Καινοτόμες Τεχνολογίες του 2010".

Τα τελευταία χρόνια, τα ηλεκτρικά υβριδικά αυτοκίνητα άρχισαν να εκτοπίζουν σταδιακά μοντέλα βενζίνης από τη διεθνή αγορά, έχουν κερδίσει την πλεονεκτική τους θέση λόγω της ασφάλειας τεχνολογιών που συνεπάγονται ελάχιστη εκπομπή επιβλαβών καυσαερίων στην ατμόσφαιρα.

Ο χρόνος δεν έχει ξεχαστεί ακόμα, όταν μοντέλα όπως το Tesla Roadster και το Mini E απολύθηκαν ως ένα είδος ηλίθιου πράγμα που δεν αξίζει προσοχής. Τώρα, οι νέες τεχνολογίες στην ανάπτυξη μοντέλων ηλεκτρικών αυτοκινήτων όπως το Chevrolet Volt, το Fisker Karma και το Nissan Leaf εξομοιούνται και σχεδόν προσεύχονται σαν εικονίδια. Ίσως, σε αυτή την πολλά υποσχόμενη σειρά αξίζει να αναφέρουμε την υβριδική έκδοση της Mercedes-Benz. Όλα αυτά τα οχήματα είναι εξοπλισμένα με μπαταρίες ιόντων λιθίου και είναι πρωτοπόροι στην επανάσταση του αυτοκινήτου.

Επί του παρόντος, η κυβέρνηση πολλών χωρών υποστηρίζει αυτό το κίνημα, ωφέλιμο για όλους τους ανθρώπους στη γη, προσφέροντας άριστα φορολογικά κίνητρα για νέες εξελίξεις και παραγωγή ηλεκτρικών οχημάτων για μαζική παραγωγή. Για παράδειγμα, η διοίκηση του αμερικανικού προέδρου Obama ήταν μεταξύ των ηγετών για την υποστήριξη αυτού του καινοτόμου προγράμματος, το οποίο συμμετέχουν καθημερινά περισσότερες χώρες.

Ήδη σήμερα, οι περισσότερες εταιρείες αυτοκινήτων χρησιμοποιούν καινοτόμα ηλεκτρονικά συστήματα στα νέα υβριδικά μοντέλα τους, όπως μπαταρίες ιόντων λιθίου σημαντικά πιο συμπαγή και ελαφρύτερα από τις αναλογικές μπαταρίες NiMH. Είναι απαραίτητο μόνο να φέρετε ένα επιπλέον καλώδιο στους χρήστες στο σπίτι, και τέτοιες μπαταρίες μπορούν να ρυθμιστούν να χρεώνουν για τη νύχτα απευθείας σε κατοικίες και διαμερίσματα.

Αλλά, όπως συμβαίνει με την εφαρμογή κάθε νέας τεχνολογίας, στη χρήση μπαταριών ιόντων λιθίου υπάρχουν επίσης ορισμένες επικαλύψεις και ελλείψεις, τις οποίες οι προγραμματιστές προσπαθούν να εξαλείψουν το συντομότερο δυνατόν.

Για παράδειγμα, όλοι θυμούμαστε πως οι πρώτοι φορητοί υπολογιστές υποβλήθηκαν σε αυθόρμητη καύση λόγω βραχυκυκλώματος λόγω υπερβολικής θερμότητας και εκατομμύρια άνθρωποι αναγκάστηκαν να επιστρέψουν τα εμπορεύματα στις αποθήκες για να εξαλείψουν τα ελαττώματα.

Αν και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν περάσει πολλά χρόνια δοκιμών σε διάφορους τομείς εφαρμογής, οι επιστήμονες δεν μπορούν να δώσουν μια σαφή απάντηση σχετικά με το πόσο ανθεκτικά είναι αυτές οι μπαταρίες.

Στο εγγύς μέλλον, οι μπαταρίες με καινούργιες μπαταρίες δεν θα γίνουν φθηνότερες, μπορείτε να το ονειρεύεστε μόνο σε πέντε με έξι χρόνια, και αυτό είναι στην καλύτερη περίπτωση και αν η περίοδος εγγύησης σε νέα μοντέλα υβριδικών αυτοκινήτων θα είναι τόσο μεγάλη είναι άγνωστη. Για παράδειγμα, για να αντικαταστήσετε τη μπαταρία ιόντων λιθίου για το Chevy Volt, που αναπτύχθηκε από τη General Motors, πρέπει να πληρώσετε περίπου 10.000 δολάρια.

Όπως είναι γνωστό από το εγχειρίδιο σχολικής χημείας, το λίθιο είναι ένα εξαιρετικά αντιδρόν αλκαλικό μέταλλο, βρίσκεται στην τρίτη θέση του περιοδικού πίνακα. Αυτό το απίστευτα ελαφρύ, ασήμι-λευκό μέταλλο έχει στερεή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου. Για να το χρησιμοποιήσετε σε μια μπαταρία, θα πρέπει να απελευθερώσετε ένα εξωτερικό ηλεκτρόνιο από την σχάση του ατόμου.

Ο Michael Whittingham, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Binghampton, αναγνώρισε για πρώτη φορά τις δυνατότητες των μπαταριών ιόντων λιθίου στη δεκαετία του 1970. Και μόνο το 1991, ο John Gedenough έκανε μια σημαντική ανακάλυψη με αυτές τις τεχνολογίες, εφαρμόζοντάς τους, εργαζόμενοι σε μια ομάδα ανάπτυξης της Sony.

Δεκάδες επιχειρήσεις σε όλο τον κόσμο ανοίγουν τώρα για να ξεκινήσουν μαζική παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου για χρήση στην αυτοκινητοβιομηχανία. Αμέτρητα εργαστήρια εργάζονται για να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα αυτής της καινοτόμου τεχνολογίας και να μειώσουν το κόστος της για μαζική χρήση.