Liitiumaku on kaasaskantavate akude jaoks parim valik

Liitiumakude sünd algas liitiumi avastamisega. 1817. aastal eraldas Rootsi keemik esimesena liitiumi Rootsi saarelt pärit mineraaliproovist. Liitiumi nimetus on inspireeritud Kreeka sõnadest „kivi“ ja „kivi“. Kuigi see kõlab „raske“, on see tegelikult seni teadaolevalt kergeim tahke element.

Keemiline perioodilisustabel pidi olema põhikoolis väga tuttav. Keemilise perioodilisustabeli põhjal saame teada, et liitiumi suhteline aatommass kuulub esimesse rühma ehk teise tsüklisse. See on teadaolevate elementide (sealhulgas radioaktiivsete elementide) seas kõige aktiivsem metall. Kui ma keskkoolis käisin, tegi mu õpetaja katse. Kui ma viskasin liitiumitüki vette või plahvatasin õhku, põles see kiiresti.

Liitium on nii ebastabiilne, kuidas saab sellest tänapäeva elus asendamatu liitiumaku?

Hea energiakandjana on vaja salvestada ja kanda rohkem energiat võimalikult väikese mahu ja kaaluga. Liitiumelemendist liitiumakuni – liitiumakul on kolm omadust:

1: Liitiumi aatomi suhteline mass on väike

2: Tugev elektrooniline võimekus

3: Kõrge elektronide ülekandearv

Need kolm punkti saab kokku võtta elementide perioodilisustabelist. Perioodilisustabeli ülemises osas olevad elemendid on paremad kui allolevad ja vasakul asuvad elemendid on paremad kui paremal asuvad. Muidugi ütlevad mõned inimesed, et vesinik ei tohiks olla parim energiakandja? Muidugi ma ei eita, et vesinik on looduses parim energiakandja. Vastasel juhul, miks on vesinikkütuseelementide uuringud tõusuteel? Vesinikku saab pidada vaid tuleviku arenduspiirkonnaks ja praegune tehnoloogia pole küps.

Seega liitiumi valik akuna põhineb suhtelisel optimaalsel lahendusel, mille me suudame leida kõigi Maal leiduvate elementide hulgast.

Liitiumaku eelised (analüüs mobiiltelefoni ja elektriauto põhjal)

1. Suur energiatarve. Väike suurus ja suur mahutavus. Näiteks mobiiltelefoni aku on nii väikese mahutavusega – 4000 mAh.

2. Pika kasutusea tõttu tuleb mobiiltelefoni igal õhtul laadida ning laadimiste ja tühjenemiste arv on väga suur, kuid liitiumaku suudab laadida ja tühjendada rohkem kui tuhandeid kordi.

3. Kõrge nimipinge, ühekordne tööpinge või sobib väikeste elektriseadmete kasutamiseks.

4. Suure kandevõimega liitiumraudfosfaat-liitiumioonaku saavutab laadimis- ja tühjendusmahu 15–30 °C, mis on elektriautodele mugav suure intensiivsusega käivituskiirenduse saavutamiseks, mistõttu on elektriautode 100-meetrine kiirendus üldiselt väga kiire.

5. Isetühjenemise määr on väga madal, üldiselt võib see olla alla 1% kuus. Kui mobiiltelefon on välja lülitatud, on elektrit pikka aega.

6. See on kerge, muudab mobiiltelefonide kaasaskandmise lihtsamaks ning võib muuta elektriautod kergemaks ja kiiremaks.

7. Kõrge ja madala temperatuuriga kohanemisvõime, seda saab kasutada temperatuuril -20 ℃ - 60 ℃, mis on põhimõtteliselt kooskõlas meie elutemperatuuriga (seetõttu külmub mobiiltelefon Kirde-Hiinas alla -30 °C temperatuuri langedes).

Tänu neile seitsmele eelisele võib liitiumaku olla elus nii populaarne. Suur elektriautode tootja Tesla toodab liitiumakudega keskkonnasõbralikke autosid. Akutootjad kasutavad liitiumakusid seadmete kaasaskantavaks muutmiseks.

Nobeli preemia eesmärk on tunnustada maailma inimesi, kes on andnud inimkonnale kõige olulisema panuse füüsika, keemia, füsioloogia või meditsiini, kirjanduse, rahu ja majanduse valdkonnas.

Tänapäeval võime poes käimiseks kaasas kanda mobiiltelefoni, mis kaalub alla 150 g.

Liitiumakud pole ideaalsed. Võtame näiteks mobiilseadmed. Praegu on liitiumakude maht äärmuseni kokku surutud. Mobiiltelefonide väikeses ruumis lahendatakse tulevikus ükshaaval, kuidas saavutada väike maht ja suur mahutavus ning millal mobiiltelefoni saab laadida kord kuus. Näiteks tuumalõhustumise tehnoloogia võib järgmise paarikümne aasta jooksul teha suure läbimurde ning seda saab miniaturiseerida või isegi mikrosuuruseks muuta. Seetõttu on kaasaskantavatel tuumakütuseelementidel lai arendusruum.

Siiski on vaieldamatu, et liitiumakud on andnud inimkonnale keemia valdkonnas suure panuse ning liitiumakud on endiselt parim valik kaasaskantavate akude seas.