آندهای مخصوص قطارهای الکتریکی

طبق گزارش IDTechEx، آندهای لیتیوم تیتانات LTO، بازار قطارهای الکتریکی را در دست دارند.

موادی مانند NCM، NCA و LFP به انواع مواد کاتدی اطلاق می‌شوند. اما LTO، ترکیبی از لیتیوم، تیتانیوم و اکسیژن است که می‌تواند به عنوان جایگزینی برای گرافیت در قطب منفی باتری (آند) استفاده شود. LTO خواص توان بالای منحصر به‌فردی را ارائه می‌دهد که بیشتر از باتری، با ابرخازن‌ها (Supercapacitor) قابل قیاس است که فرصت ایده‌آلی را برای تولیدکنندگان قطار و سیستم‌های حمل و نقل ریلی فراهم می‌کند.

برتری LTO به دلیل مکانیزم شارژ و دشارژ ویژه‌ی آن است. این ماده بر خلاف گرافیت که ساختار لایه‌ای دارد و یون لیتیوم در بین صفحات گرافیت نفوذ می‌کند، از مکانیزم تغییر فاز و ساختار کریستالی خود استفاده می‌کند. این تغییر فاز، منجر به سرعت شارژ بسیار بالا تا C 20 (معادل شارژ در 3 دقیقه) است که در مقابل کاتدهای سه‌گانه NCM با نرخ حداکثری C 6 قرار دارد. ماده‌ی LTO قابلیت فعالیت در دمای پایین تا منفی 20 درجه سانتی‌گراد و طول عمر 20 هزار مرتبه شارژ و دشارژ را دارد (در مقابل 3هزار چرخه‌ی باتری NCM و گرافیت).

لیتیوم تیتانات، پایداری حرارتی و ثبات حجمی بیشتری دارد و در مقابل رشد دندریت‌های لیتیوم که منجر به تخریب باتری می‌شود، مقاوم‌تر است. تمامی این خواص، LTO را به گزینه‌ای جذاب برای استفاده در وسایل سنگین‌وزن مانند قطارها که شرایط کاری دشواری دارند، فراهم می‌کند.

علیرغم نقاط قوت ماده‌ی لیتیوم تیتانات، به دلیل ظرفیت شارژ و دشارژ کم آن، تاکنون نتوانسته است در بازار خودروهای الکتریکی درصد قابل توجهی را به خود اختصاص دهد زیرا از مهم‌ترین محدودیت‌های خودروهای برقی، مسافتی است که با هر بار شارژ می‌توانند طی کنند. قیمت تولید آن‌ها نیز نسبت به موادی مانند گرافیت بیشتر است که باعث محدود شدن کاربرد LTO به بازار‌های خاص و با حجم کم مانند اتوبوس‌ها و قطارهای برقی می‌شود.

شرکت آلمانی زیمنس در همکاری با شرکت حمل و نقل ریلی اتریش در سال 2019 سیستم‌های باتری با آند LTO را برای تامین انرژی قطار‌ها ارائه کرد. این شرکت قطارهای آزمایشی Miero Plus B را معرفی کرده است که قابلیت حرکت با سرعت 140 کیلومتر در ساعت تا مسافت 80 کیلومتری را دارد و با جریان الکتریسیته 25 کیلوولتی شارژ می‌شود. این سیستم بیش از نیمی از بازار محدود LTO را به خود اختصاص داده است.

برای مشاهده متن اصلی خبر روی اینجا کلیک کنید.

ارسال دیدگاه