የተወሰነ ኢነርጂ ምንድን ነው?

የተወሰነ ኢነርጂ በአንድ የቁሳቁስ ወይም ስርአት ብዛት የተከማቸ የሃይል መጠን ይለካል። በ joules በኪሎግራም (J/kg) ወይም ዋት{1}ሰዓት በኪሎግራም (Wh/kg) ይህ መለኪያ ምን ያህል ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ሃይል እንደያዘ ይወስናል፣ ይህም የኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎችን ለማነፃፀር እና የቁሳቁስን ችሎታዎች ለመረዳት አስፈላጊ ያደርገዋል።

ምንም እንኳን ቃላቱ ብዙውን ጊዜ ግራ ቢጋቡም የተወሰነ ኃይል በመሠረቱ ከኃይል ጥንካሬ ይለያል። የኢነርጂ ጥግግት በአንድ ክፍል መጠን (Wh/L) ሃይልን ሲለካ፣ የተወሰነ ሃይል በጅምላ ላይ ብቻ ያተኩራል። ይህ ልዩነት ክብደት በሚገድብባቸው መተግበሪያዎች ላይ የንድፍ ውሳኔዎችን{{2}ከጠፈር መንኮራኩር ወደ ተንቀሳቃሽ ኤሌክትሮኒክስ ወደ ኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች በሚወስዱ አፕሊኬሽኖች ላይ ትልቅ ጠቀሜታ አለው።

ከተለየ ሃይል ጀርባ ያለው ፊዚክስ በተከማቸ ሃይል እና እሱን ለመያዝ በሚያስፈልገው ብዛት መካከል ያለውን ግንኙነት ያካትታል። በባትሪ ውስጥ፣ ይህ ከኬሚካላዊ ምላሾች የሚገኘውን ሃይል በጠቅላላ ኤሌክትሮዶች፣ ኤሌክትሮላይቶች፣ ሴፓራተሮች እና መያዣ ይከፋፈላል። ለነዳጅ ማገዶዎች, ከነዳጅ ብዛት አንጻር በሚቃጠሉበት ጊዜ የሚወጣውን ሙቀት ይወክላል.

Specific Energy

የሊቲየም{0}አዮን ባትሪዎች በዘመናዊ ቴክኖሎጂ ውስጥ ልዩ ኃይል ለምን እንደሚያስፈልግ ያሳያሉ። አሁን ያሉት ሊቲየም{2}አዮን ህዋሶች በ250{5}270 ዋ/ኪግ መካከል ልዩ ሃይል ያገኛሉ፣ ይህም ስማርት ስልኮች ለሰዓታት እንዲሰሩ እና የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች በመቶዎች የሚቆጠሩ ማይሎች እንዲጓዙ ያስችላቸዋል። በንጽጽር፣ ባህላዊ የእርሳስ-አሲድ ባትሪዎች ከ30-50 Wh/kg ብቻ የሚያቀርቡት፣ ለምንድነው ዝቅተኛ ዋጋ ቢኖራቸውም በተንቀሳቃሽ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ለምን እንደተተኩ ያብራራሉ።

የቅርብ ጊዜ ፈጠራዎች እነዚህን ድንበሮች የበለጠ ይገፋሉ። ጠንካራ{1}የግዛት ባትሪዎች ከ350 Wh/kg የሚበልጥ ሃይል እንደሚሰጡ ቃል ገብተዋል፣ የላቁ ሊቲየም{3}}እንደ Amprius ካሉ ኩባንያዎች የመጡ የብረት ሲስተሞች በልዩ የአቪዬሽን መተግበሪያዎች 400 Wh/kg አሳይተዋል። እነዚህ ማሻሻያዎች ክብደት ሳይጨምሩ በቀጥታ ወደ ረዘም ያለ የመሳሪያ ጊዜ ወይም የተራዘመ የተሽከርካሪ ክልል ይተረጉማሉ።

የባትሪዎቹ ልዩ ኃይል በበርካታ ሁኔታዎች ላይ የተመሰረተ ነው-የኤሌክትሮዶች ቁሳቁሶች, የሕዋስ ኬሚስትሪ እና የንድፍ ቅልጥፍና. ኒኬል{1}የበለፀጉ ካቶዶች የኢነርጂ ማከማቻን ይጨምራሉ ነገር ግን የመረጋጋት ተግዳሮቶችን ያቀርባሉ። የሲሊኮን አኖዶች ከተለምዷዊ ግራፋይት የበለጠ አቅም ይሰጣሉ ነገር ግን በሚሞሉበት ጊዜ የድምጽ መስፋፋትን ይለማመዳሉ. እያንዳንዱ የንድፍ ምርጫ በልዩ ጉልበት እና እንደ ዑደት ህይወት፣ ደህንነት እና ወጪ ባሉ ሌሎች የአፈጻጸም ባህሪያት መካከል ያለውን የንግድ ልውውጥ ይወክላል።

የቅሪተ አካል ነዳጆች ከባትሪዎች የበለጠ ልዩ ሃይሎችን ይይዛሉ። ቤንዚን በግምት 12,700 Wh/kg (46 MJ/kg) ይይዛል፣ ናፍጣ ደግሞ 13,000 Wh/kg ይደርሳል። ይህ ለምን እንደሆነ ያብራራል፣ የአስርተ አመታት የባትሪ እድገት ቢሆንም፣ ፈሳሽ ነዳጆች በአቪዬሽን ውስጥ የበላይ ሆነው እንደሚቀጥሉ እና {{7}ክብደቱ ወሳኝ በሆነበት የረዥም ጭነት መጓጓዣ

ሃይድሮጅን በ33,300 Wh/kg -ከነዳጅ ሦስት እጥፍ የሚጠጋ ኃይል ያለው አንድ አስደሳች ጉዳይ ያቀርባል። ነገር ግን፣ እጅግ በጣም ዝቅተኛ ጥግግቱ ከፍተኛ{4}የግፊት መጭመቂያ ወይም ጩኸት ቅዝቃዜን ይፈልጋል፣ ይህም ተግባራዊ የተወሰነ ሃይልን በእጅጉ የሚቀንስ የስርዓት ብዛት ይጨምራል። የተፈጥሮ ጋዝ በተመሳሳይ ሁኔታ በአንድ ክፍል ብዛት ከፍተኛ የተወሰነ ኃይል አለው ነገር ግን ከባድ የማከማቻ ስርዓቶችን ይፈልጋል።

በአመጋገብ ውስጥ, የተወሰነ ኃይል የካሎሪክ እፍጋትን ይወስናል. ቅባቶች በግምት 38 ኪጄ/ግ (9 Cal/g)፣ ከፕሮቲኖች እና ካርቦሃይድሬትስ ከእጥፍ በላይ በ16{6}}17 ኪጄ/ግ (4 Cal/g እያንዳንዳቸው) ይሰጣሉ። ይህ ለምን ከፍ ያለ -ቅባት ያላቸው ምግቦች በአንድ ግራም ተጨማሪ ካሎሪዎችን እንደያዙ ያብራራል-የማክሮ ኒውትሪየን ልዩ ሃይል ስሌቱን ይቆጣጠራል።

ውሃ ሃይል ሳያስተዋውቅ በጅምላ ስለሚጨምር የውሃ ይዘት የምግብ ልዩ ሃይልን በእጅጉ ይጎዳል። ትኩስ አትክልቶች 0.5{3}}1 ኪጁ/ጂ ብቻ ሊይዙ ይችላሉ፣ የደረቁ ለውዝ ግን ከ25 ኪጄ/ጂ ያልፋሉ፣ ሁለቱም ከዕፅዋት የተቀመሙ ምግቦች ቢሆኑም።

የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ንድፍ በተወሰኑ የኃይል ገደቦች ላይ ያተኩራል. 250Wh/kg ያላቸው ህዋሶችን በመጠቀም የ75 ኪሎዋት ባትሪ ጥቅል 300 ኪሎ ግራም ይመዝናል ይህም ከ15-20% የሚሆነውን የተሽከርካሪ ክብደት ይወክላል። የተወሰነ የባትሪ ሃይል ወደ 350 Wh/k ማሳደግ ይህንን ወደ 214 ኪ.ግ ይቀንሳል፣ 86 ኪ.ግ ለተሳፋሪ አቅም ወይም ለተራዘመ ክልል ነፃ ያደርገዋል።

ይህ የክብደት መቀነስ በተሽከርካሪ ዲዛይን በኩል ይወድቃል። ቀለል ያሉ ተሽከርካሪዎች ለማፋጠን እና ኮረብታ ለመውጣት፣ ለትንንሽ ሞተሮች እና ለትንሽ ጠንካራ የማንጠልጠያ ስርዓቶች አነስተኛ ኃይል ያስፈልጋቸዋል። የአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪው ኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን ከቤንዚን መኪናዎች ጋር ክብደት ያለው ተወዳዳሪ ለማድረግ 400{3}}500Wh/k የባትሪ ልዩ ሃይሎችን ኢላማ ያደርጋል፣ እነዚህም ለተመሳሳይ መጠን ከ50-60 ኪሎ ግራም ነዳጅ ብቻ መያዝ አለባቸው።

አውሮፕላኖች እና የጠፈር መንኮራኩሮች የበለጠ ጥብቅ የሆኑ የኃይል ፍላጎቶች ያጋጥሟቸዋል. እያንዳንዱ ኪሎግራም ወደ ምህዋር የሚነሳው በሺህ የሚቆጠሩ ዶላሮችን ነዳጅ ያስከፍላል፣ ይህም ከፍተኛ ልዩ የኃይል ባትሪዎችን ለሳተላይቶች እና ለጠፈር መንኮራኩሮች አስፈላጊ ያደርገዋል። የናሳ ማርስ ሮቨርስ ሊቲየም{2}አዮን ህዋሶችን ለልዩ ሃይል እና አስተማማኝነት በከፍተኛ የሙቀት መጠን ይጠቀማሉ።

የኤሌክትሪክ አቪዬሽን ልማት በባትሪ ግኝቶች ላይ ይንጠለጠላል። የአሁኑ የሊቲየም{1}አዮን ቴክኖሎጂ ትናንሽ ድሮኖችን እና አጫጭር{2}የከተማ አየር ተንቀሳቃሽ ተሽከርካሪዎችን ያስችላል፣ነገር ግን የክልል አውሮፕላኖች አዋጭ ለመሆን ከ500 Wh/kg በላይ ልዩ ሃይል ይፈልጋሉ። የኤሌክትሪክ አውሮፕላኖችን የሚከታተሉ ኩባንያዎች የባትሪውን እድገት በቅርበት ይከታተላሉ፣ ምክንያቱም ትንሽ ለየት ያሉ የኃይል ማሻሻያዎች እንኳን አዲስ የአውሮፕላን ንድፎችን ስለሚከፍቱ።

የስማርትፎን አምራቾች የተለየ ኃይልን ከሌሎች የኃይል መሙያ ፍጥነት እና ደህንነት ጋር ያመጣሉ። ዘመናዊ ስልኮች 150-200 ግራም በሚመዝኑ መሳሪያዎች ላይ ሁሉንም{5}የቀን ስራዎችን ለማስቻል በ250{2}}270 ዋ/ኪ.ግ አካባቢ ሴሎችን ይጠቀማሉ። የተወሰነ ኃይል መጨመር ረዘም ያለ የባትሪ ዕድሜ ወይም ቀጭን፣ ቀላል ንድፎችን ይፈቅዳል-ሁለቱም በተጠቃሚዎች ዋጋ ያላቸው።

የላፕቶፕ ባትሪዎች ተመሳሳይ ገደቦች ያጋጥሟቸዋል ነገር ግን የተለያዩ ቅድሚያዎች አሏቸው። የተለመደው የላፕቶፕ ባትሪ ከ300-400 ግራም ይመዝናል እና 50-100Wh ያከማቻል፣ ከስልኮች ጋር ተመሳሳይ የሆነ ሃይል ያላቸውን ህዋሶችን ይጠቀማል ነገር ግን ለተለያዩ የመልቀቂያ መጠኖች እና የሙቀት ባህሪያት የተመቻቸ ነው።

የተወሰነ ኃይል እና የተወሰነ ኃይል የተለዩ የአፈፃፀም ልኬቶችን ይወክላሉ. የተወሰነ ሃይል (W/kg) ስርዓቱ በምን ያህል ፍጥነት ሃይልን እንደሚያደርስ ይለካል፣ የተወሰነ ሃይል ደግሞ ምን ያህል አጠቃላይ ሃይል እንደሚያከማች ይለካል። ለከፍተኛ ሃይል የተመቻቹ ባትሪዎች በተለምዶ የተወሰነ ሃይልን ይሠዉታል፣ እና በተቃራኒው።

የሊቲየም ብረት ፎስፌት (ኤልኤፍፒ) ባትሪዎች ይህንን የንግድ ልውውጥ ያሳያሉ። ከኒኬል የበለጸጉ አማራጮችን ያነሰ የተወሰነ ጉልበት (120{2}}160 ዋ/ኪግ) ይሰጣሉ ነገር ግን ከፍ ያለ ሃይል እና የተሻለ ዑደት ህይወት ይሰጣሉ። የሃይል መሳሪያዎች አነስተኛ የሩጫ ጊዜ ቢሰጡም ከፍተኛ ሃይል ያላቸው ህዋሶችን ይጠቀማሉ፡ ምክንያቱም ለሞተር ስራ በቂ ጅረት ማድረስ ከጠቅላላ አቅም የበለጠ ቅድሚያ ስለሚሰጥ ነው።

የራጎን ሴራ ይህንን ግንኙነት በግራፊክ ያሳያል፣ በአንድ ዘንግ ላይ የተወሰነ ኃይል እና በሌላኛው ላይ የተወሰነ ኃይል ያሳያል። የተለያዩ የባትሪ ኬሚስትሪዎች የተለያዩ ክልሎችን ይይዛሉ, ይህም አንድ ቴክኖሎጂ ከሁለቱም የላቀ መሆኑን ያሳያል. አፕሊኬሽኖች ከፍላጎታቸው ጋር የሚዛመዱ ባትሪዎችን መምረጥ አለባቸው{2} ለረጅም ጊዜ የሚቆይ ከፍተኛ ሃይል፣ ለአጭር ጊዜ ፍንዳታ ከፍተኛ ሃይል፣ ወይም ለተደባለቀ አጠቃቀም ዲዛይኖችን የሚያበላሹ።

የተወሰነ ኃይል አንድ የአፈጻጸም መለኪያን ብቻ ይወክላል። ልዩ ሃይል ያለው ባትሪ ደካማ የዑደት ህይወት፣ የደህንነት ስጋቶች፣ ከፍተኛ ወጪ ወይም የተገደበ የሙቀት መጠን ሊሰቃይ ይችላል። ሊቲየም{2}የሰልፈር ባትሪዎች ከፍተኛ የንድፈ ሃሳባዊ ልዩ ሃይል ያሳያሉ (650 ዋ/ኪግ) ነገር ግን በሰልፈር ሟሟት እና በዝቅተኛ ዑደት ህይወት ላይ የንግድ ልውውጥን የሚከለክሉ ተግዳሮቶች ያጋጥሟቸዋል።

የማምረት ሂደቶች በተግባራዊ ልዩ ኃይል ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ. ከመከላከያ ዑደቶች፣ የማቀዝቀዝ ስርዓቶች እና መዋቅራዊ አካላት ብዛት የተነሳ የሕዋስ{1}ደረጃ የተወሰነ ኃይል ከጥቅል እሴቶች አልፏል። 270 Wh/kg የሚያሳካ ሕዋስ በማሸጊያ ደረጃ 180{6}200Wh/kg ብቻ ሊያደርስ ይችላል - ለስርዓት ዲዛይነሮች ወሳኝ ልዩነት።

የሙቀት መጠኑ የተለየ የኃይል አቅርቦት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። ቀዝቃዛ ሁኔታዎች የባትሪውን አቅም ይቀንሳሉ, በሚለቁበት ጊዜ የተወሰነ ኃይልን በተሳካ ሁኔታ ይቀንሳል. የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች በክረምቱ ወቅት የመቀነስ መጠን ያጋጥማቸዋል ምክንያቱም ባትሪዎች በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሙሉ ኃይላቸውን ማቅረብ አይችሉም።

Specific Energy

ምርምር በበርካታ አቀራረቦች የተወሰኑ የኃይል ማሻሻያዎችን ይከተላል. ከፍተኛ የኒኬል ይዘት ያላቸው እንደ ሊቲየም{1}}ኒኬል{2}}ማንጋኒዝ{3}ኮባልት{4}}ኦክሳይድ (NMC) ያሉ ከፍተኛ የካቶድ ቁሶች በአዎንታዊ ኤሌክትሮድ ላይ የኃይል ማከማቻን ይጨምራሉ። ሲሊኮን{6}የተመሰረቱ አኖዶች ከግራፋይት የበለጠ ሊቲየም ያከማቻል፣ አቅምን ይጨምራል። ተመራማሪዎች ተጓዳኝ ችግሮችን ለማሸነፍ በሚሰሩበት ጊዜ እያንዳንዱ እድገት ልዩ ኃይልን ከፍ ያደርገዋል።

ጠንካራ{0}የግዛት ኤሌክትሮላይቶች ከግራፋይት እጅግ የላቀ ልዩ ሃይል የሚያቀርቡ ሊቲየም ብረታማ አኖዶችን በማንቃት ከፍተኛ ትርፍ እንደሚያገኙ ቃል ገብተዋል። QuantumScape፣ Solid Power እና Samsung ን ጨምሮ ኩባንያዎች ከ400-500 Wh/kg ልዩ ሃይሎችን ኢላማ በማድረግ የንግድ ስራን ይከተላሉ። ስኬት የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን እና የሸማቾች ኤሌክትሮኒክስን ይለውጣል.

ሊቲየም{0}የአየር ባትሪዎች ከቤንዚን ጋር ሊወዳደር የሚችል 11,140 Wh/kg ወደ 11,140 Wh/kg እየቀረበ -የረጅም ጊዜ እድልን ይወክላሉ። ይሁን እንጂ የኤሌክትሮላይት መረጋጋት፣ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ስሜታዊነት እና የተገደበ የዑደት ህይወትን ጨምሮ በርካታ የቴክኒክ መሰናክሎች በቤተ ሙከራዎች ውስጥ እንዲቆዩ ያደርጋቸዋል። ተግባራዊ ሊቲየም{7}የአየር ባትሪዎች አመታት ወይም አስርት ዓመታት ይቀራሉ።

ለመረዳትየሊቲየም ባትሪዎች ምንድ ናቸውእና ለምን ዘመናዊ የኢነርጂ ማከማቻን እንደሚቆጣጠሩ, የተወሰነ ኃይል ቁልፍ መልስ ይሰጣል. በ1990ዎቹ የሊቲየም አዮን ቴክኖሎጂ እድገት ከ120 Wh/kg በመጀመሪያዎቹ የሶኒ ህዋሶች ከ 270 Wh/kg በላይ የባትሪ ልዩ ኃይልን በሦስት አስርት ዓመታት ውስጥ ከእጥፍ በላይ አሳድጓል።{5}

የተለያዩ የሊቲየም ባትሪ ዓይነቶች በኬሚስትሪያቸው ላይ ተመስርተው ልዩ ልዩ የኃይል ደረጃዎችን ያሳያሉ። በስልኮች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ሊቲየም ኮባልት ኦክሳይድ (ኤል.ሲ.ኦ.) ህዋሶች ከፍተኛውን የተወሰነ ሃይል ያገኛሉ ነገር ግን በተወሰነ ዑደት ህይወት እና የደህንነት ስጋቶች። ሊቲየም ብረት ፎስፌት (ኤልኤፍፒ) ለደህንነት እና ረጅም ዕድሜ ልዩ ኃይልን ይገበያያል፣ ይህም አነስተኛ ኃይል ቢኖረውም ለኤሌክትሪክ አውቶቡሶች እና ቋሚ ማከማቻዎች ተመራጭ ያደርገዋል።

ከፍተኛ ኃይል ለማግኘት የሚደረገው ግፊት የቁሳቁስ ምርምርን ያነሳሳል። የካቶድ ቁሶች ለአብዛኛው የሕዋስ ክብደት ይይዛሉ፣ስለዚህ ቀላል፣ የበለጠ ጉልበት ማዳበር{1}ጥቅጥቅ ያሉ ካቶዶች የተወሰነ ኃይልን በቀጥታ ያሻሽላል። የቦዘኑ ቁሶችን መቀነስ{3}የአሁኑ ሰብሳቢዎች፣ መለያየት፣ ማሸግ{4}እንዲሁም የተከማቸ ሃይልን ሳይቀንስ የጅምላ መጠንን በመቀነስ ይረዳል።

ዘመናዊ የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች በሊቲየም ባትሪ ልዩ የኃይል ችሎታዎች ላይ በእጅጉ ይመረኮዛሉ. የተለመደው የኢቪ ባትሪ ጥቅል 250-270 Wh/kg የተወሰነ ኃይል ያላቸውን ሴሎች በመጠቀም 50-100 ኪ.ወ. ይህ የባትሪ ክብደትን ማስተዳደር በሚችልበት ጊዜ ከ200-400 ማይል ርቀት እንዲኖር ያስችላል። የተወሰነ ሃይል ወደ 350-400 Wh/kg ሲጨምር፣ የትኛውም ክልል በተመጣጣኝ ሁኔታ ይረዝማል ወይም የባትሪው ክብደት ይቀንሳል፣ የተሽከርካሪ ብቃትን ያሻሽላል።

የሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ በተመሳሳይ በሊቲየም ባትሪ የተወሰነ ኃይል ይወሰናል. ስማርትፎኖች፣ ላፕቶፖች፣ ታብሌቶች እና ተለባሾች ሊቲየም{1}አዮን ወይም ሊቲየም{2} ፖሊመር ህዋሶችን በተለይ ይጠቀማሉ ምክንያቱም ከፍተኛ ልዩ ሃይላቸው የታመቀ እና ቀላል ክብደት ባላቸው መሳሪያዎች ውስጥ በቂ ጊዜ እንዲኖር ያስችላል። የሊቲየም ቴክኖሎጂ ልዩ የኢነርጂ ጥቅሞች ከሌለ ዘመናዊ የሞባይል ኮምፒዩቲንግ የማይቻል ነበር።

የተወሰነ ኢነርጂ በአንድ አሃድ ክብደት (Wh/kg) ይለካል፣ የኢነርጂ እፍጋቱ በአንድ ክፍል መጠን (Wh/L) ይለካል። ክብደት በጣም አስፈላጊ የሆኑ መተግበሪያዎች{1}እንደ አውሮፕላን ወይም ቦርሳዎች{2}}ለልዩ ሃይል ቅድሚያ ይሰጣሉ። ቦታ የተገደበባቸው አፕሊኬሽኖች{4}እንደ የሸማች ኤሌክትሮኒክስ ቋሚ ማቀፊያዎች ውስጥ ያሉ{5}ብዙውን ጊዜ በምትኩ ለሃይል ጥግግት ቅድሚያ ይሰጣሉ።

ከንግድ ባትሪዎች መካከል የላቁ ሊቲየም{0}አዮን ህዋሶች ኒኬል ያላቸው{1}የበለፀጉ ካቶዶች በአሁኑ ጊዜ በ250{4}}300 Wh/kg ከፍተኛውን ልዩ ሃይል ያገኛሉ። የሙከራ ጠንካራ{7}የግዛት ሊቲየም ባትሪዎች 400-500 Wh/kg በቤተ ሙከራ ሁኔታዎች አሳይተዋል። ሊቲየም-አየር ባትሪዎች በንድፈ ሀሳብ 11,140 Wh/kg ይደርሳሉ ነገር ግን ከተግባራዊ አጠቃቀም ርቀዋል።

ቤንዚን ከከባቢ አየር ኦክሲጅን ጋር ሲቃጠል በሚለቀቁት ኬሚካላዊ ቦንዶች ውስጥ ሃይልን ያከማቻል። ኦክሲጅን በቤንዚን ብዛት ስለማይቆጠር፣ የተወሰነ ጉልበቱ በጣም ከፍ ያለ ይመስላል (12,700 Wh/kg)። ባትሪዎች ነዳጅ እና ኦክሲዳይዘርን መሸከም አለባቸው, ይህም ልዩ ጉልበታቸውን ይገድባሉ. ይህ መሠረታዊ ልዩነት ባትሪዎች ለምን ከቅሪተ አካል ነዳጅ የኃይል ጥግግት ጋር ለመመሳሰል እንደሚታገሉ ያብራራል።

የግድ አይደለም። የተወሰነ ኃይል አንድ የአፈጻጸም ልኬትን ብቻ ይወክላል። ከፍተኛ ልዩ ኃይል ያላቸው ባትሪዎች ደካማ ዑደት ህይወት፣ የደህንነት ስጋቶች፣ ከፍተኛ ወጪ ወይም የተገደበ የኃይል ውፅዓት ሊኖራቸው ይችላል። በጣም ጥሩው ባትሪ በመተግበሪያ መስፈርቶች ላይ የተመሰረተ ነው -አንዳንድ ጊዜ ዝቅተኛ የኃይል ዲዛይኖች በሌሎች አካባቢዎች በላቁ ባህሪያት ምክንያት በአጠቃላይ የተሻለ ይሰራሉ።

የተወሰነ ኃይልን መለካት ጥንቃቄ የተሞላበት የሙከራ ሂደቶችን ይጠይቃል. ለባትሪ፣ መደበኛ ፕሮቶኮሎች ህዋሱን ሙሉ በሙሉ መሙላት እና ኃይልን በሚለኩበት ጊዜ በተጠቀሰው መጠን ማስከፈልን ያካትታሉ። አጠቃላይ የኃይል ውጤቱን በሴል ብዛት መከፋፈል በWh/kg የተወሰነ ኃይል ይሰጣል።

በርካታ ድርጅቶች ለተወሰኑ የኃይል መለኪያ ደረጃዎችን ይጠብቃሉ. የአለም አቀፍ ኤሌክትሮቴክኒክ ኮሚሽን (አይኢኢሲ) በአምራቾች መካከል ወጥነት ያለው መሆኑን የሚያረጋግጡ የሙከራ ሂደቶችን ያትማል። ውጤቶቹ በፈሳሽ መጠን፣ የሙቀት መጠን እና የሙከራ ዘዴ ላይ ተመስርተው ሊለያዩ ይችላሉ፣ ስለዚህ የተወሰኑ የኢነርጂ እሴቶችን ማወዳደር የፈተና ሁኔታዎችን መረዳትን ይጠይቃል።

የሕዋስ{0}ደረጃ መለኪያዎች ከጥቅል{1}ደረጃ እሴቶች በእጅጉ ይለያያሉ። የባትሪ ጥቅሎች የአስተዳደር ኤሌክትሮኒክስ፣ የማቀዝቀዣ ስርዓቶች እና መዋቅራዊ አካላት ሃይልን ሳያከማቹ ብዛትን ይጨምራሉ። እሽግ{4}የደረጃ የተወሰነ ኃይል በተለምዶ 65-75% የሕዋስ ደረጃ እሴቶችን ይደርሳል። የመተግበሪያውን አፈጻጸም ሲያሰሉ የስርዓት ዲዛይነሮች ለዚህ ቅነሳ ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው።

Specific Energy

የተወሰኑ የኢነርጂ ማሻሻያዎች በመሠረታዊ የቁሳቁስ ባህሪያት እና በማኑፋክቸሪንግ ግስጋሴዎች ላይ በመመርኮዝ ሊተነበይ የሚችል አቅጣጫ ይከተላሉ. ተመራማሪዎች የኤሌክትሮድ ቀመሮችን ሲያሻሽሉ፣ የቦዘኑ የቁሳቁስን ብዛት ሲቀንሱ እና የማምረት ቅልጥፍናን ሲያሻሽሉ ጭማሪዎች ይቀጥላሉ ። አሁን ያሉ ትንበያዎች በዝግመተ ለውጥ ማሻሻያዎች ሊቲየም{2}አዮን የተወሰነ ኃይል በሚቀጥሉት አስርት ዓመታት ውስጥ 350-400 Wh/kg እንደሚደርስ ይጠቁማሉ።

አብዮታዊ ለውጦች አዲስ ኬሚስትሪ ያስፈልጋቸዋል. ቴክኒካዊ ተግዳሮቶች ከተፈቱ ጠንካራ{1}የግዛት ባትሪዎች ወደ 400{4}}500 ዋ/ኪግ ሊዘሉ ይችላሉ። ሊቲየም{5}ሰልፈር እና ሊቲየም{7}}የአየር ባትሪዎች ከፍ ያለ ሃይል እንደሚሰጡ ቃል ገብተዋል ነገርግን ከፍተኛ የእድገት መሰናክሎች ያጋጥሟቸዋል። የሶዲየም-አዮን ባትሪዎች ክብደት ከኢኮኖሚክስ ያነሰ በሚሆኑባቸው አፕሊኬሽኖች ላይ በማነጣጠር በተወሰኑ ኢነርጂ ወጪዎች ዝቅተኛ ዋጋ ይሰጣሉ።

የከፍተኛ ልዩ ኃይል ተጽእኖ ግልጽ ከሆኑ መተግበሪያዎች በላይ ይዘልቃል. የባትሪ የተወሰነ ኃይል ሲሻሻል እና ወጪዎች እየቀነሱ ሲሄዱ ፍርግርግ{1}የኃይል ማከማቻው የበለጠ አዋጭ ይሆናል። ተንቀሳቃሽ የሕክምና መሳሪያዎች በክፍያዎች መካከል ረዘም ያለ ቀዶ ጥገና ያገኛሉ. የሃይል መሳሪያዎች የመሮጫ ጊዜን ሳያጠፉ ይቀላሉ። እያንዳንዱ የተወሰነ የኃይል መጨመር በብዙ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ አዳዲስ እድሎችን ያስችለዋል።

ለኤሌክትሪክ ማጓጓዣ በተለይ፣ ልዩ የኢነርጂ ማሻሻያዎች የባትሪዎችን ክብደት እና የዋጋ ቅጣቱን ከቅሪተ አካል ነዳጆች ጋር በመቀነስ ጉዲፈቻን ያንቀሳቅሳሉ። በየ 50 Wh/kg የተወሰነ የኃይል መጨመር ወደ 15-20% ተጨማሪ የተሸከርካሪ ክልል ወይም ተመጣጣኝ ክብደት መቀነስ ወደ ኤሌክትሪክ ተንቀሳቃሽነት የሚደረገውን ሽግግር ያፋጥነዋል። የአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪው 400 Wh/kg የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን በሁሉም የገበያ ክፍሎች ከተለመዱት ተሽከርካሪዎች ጋር በክብደት እና በዋጋ እንዲወዳደሩ የሚያደርግ ጣራ አድርጎ ይመለከታል።

የተወሰነ ሃይልን እና አንድምታውን መረዳቱ መሐንዲሶች፣ ዲዛይነሮች እና ሸማቾች ስለ ሃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች በመረጃ ላይ የተመሰረተ ውሳኔ እንዲያደርጉ ይረዳል። ለአዲስ ምርት የባትሪ ኬሚስትሪን መምረጥ፣ የኤሌትሪክ ተሽከርካሪን የይገባኛል ጥያቄዎችን መገምገም ወይም አንዳንድ መተግበሪያዎች ከባትሪ አቅም በላይ የሚቆዩበትን ምክንያት በመረዳት፣ የተወሰነ ጉልበት አስፈላጊ አውድ ያቀርባል። ምርምር ይህንን ልኬት ከፍ ሲያደርገው፣ ከዚህ ቀደም የማይቻሉ አፕሊኬሽኖች ተግባራዊ ይሆናሉ፣ ይህም የኤሌክትሪክ ኃይል ማከማቻን በዘመናዊ ቴክኖሎጂ ውስጥ ያለውን ሚና እያሰፋ ነው።