Skip to main content
Αυτή η σελίδα εμφανίζεται με χρήση αυτόματης μετάφρασης. Προβολή στα Αγγλικά;

Λιγότερα απορρίμματα για την ενεργειακή μετάβαση

Jonas Witt | Οι εφευρέτες της χρονιάς της Siemens | Νεοφερμένος

Μια ματιά στην κατασκευή μπαταριών

A man in a black shirt leans over a laptop with

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν κάθοδο αλουμινίου (- πόλο) και άνοδο χαλκού (+ πόλο). Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, λεπτά στρώματα δραστικών υλικών - π.χ. οξείδιο κοβαλτίου λιθίου ή φωσφορικό σίδηρο λιθίου - εφαρμόζονται σε μεγάλες λωρίδες χαλκού ή αλουμινίου. Αυτές οι μακριές λωρίδες ηλεκτροδίων κόβονται σε μικρά τμήματα, συνδυάζονται και τυλίγονται γύρω ή στοιβάζονται σε μεμονωμένες κυψέλες μπαταρίας. «Η επικάλυψη των μεταλλικών φύλλων είναι ένα κρίσιμο βήμα διαδικασίας. Τα ενεργά στρώματα πρέπει να έχουν ομοιόμορφο πάχος σε όλο το πλάτος του φύλλου», λέει ο Jonas. «Τα σφάλματα εδώ είναι η κύρια αιτία κακών κυψελών μπαταρίας. Οι δύο εφευρέσεις που αναγνωρίζονται μας βοηθούν να κατανοήσουμε καλύτερα και να βελτιώσουμε αυτό το βήμα παραγωγής».

Ένα μοτίβο σαν δακτυλικό αποτύπωμα

Όσο πιο συγκεκριμένα μπορεί να εντοπιστεί η αιτία ενός σφάλματος, τόσο πιο εύκολο είναι να αναπτυχθούν λύσεις - και αυτή η αρχή ισχύει και για την κατασκευή μπαταριών. Ο Jonas και η ομάδα του έψαξαν έναν τρόπο να δημιουργήσουν μια σύνδεση μεταξύ μιας συγκεκριμένης κυψέλης μπαταρίας και των τμημάτων των λωρίδων φύλλων χαλκού/αλουμινίου από τα οποία παρήχθησαν. «Στο παρελθόν, τα δεδομένα παραγωγής ανατέθηκαν σε μεγάλες λωρίδες υλικού», εξηγεί ο Jonas. «Η νέα μας διαδικασία είναι πιο ακριβής και μη επεμβατική. Ανακαλύψαμε ότι το μοτίβο επιφάνειας του υλικού είναι μοναδικό για μεμονωμένα τμήματα επίστρωσης, παρόμοιο με ένα δακτυλικό αποτύπωμα. Οποιεσδήποτε διαφορές στα σχέδια των διαφόρων τμημάτων είναι τόσο ξεκάθαρες που για μια συγκεκριμένη κυψέλη μπαταρίας, μπορούμε στη συνέχεια να παρακολουθήσουμε τα ακριβή τμήματα φύλλου από τα οποία κατασκευάστηκαν, πότε κατασκευάστηκαν και τις ρυθμίσεις που χρησιμοποιήθηκαν. Με αυτή τη γνώση, όχι μόνο έχουμε καταστήσει τα παλιά σημάδια ξεπερασμένα, αλλά είμαστε επίσης σε θέση να αναλύσουμε πότε και γιατί παρήχθησαν τόσα πολλά ή τόσο λίγα απόβλητα με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ».

Hands use scissors to cut a dark, flexible material with a red laser line on it, for battery component fabrication.

Μαθαίνοντας από τους ειδικούς

A man with a serious expression is standing in front of a white wall, wearing a black shirt and a black jacket.

Η ακριβής βαθμονόμηση των μηχανών παραγωγής είναι ένας βασικός παράγοντας. «Οι χειριστές μηχανών γενικά πρέπει να υποβληθούν σε αρκετούς μήνες εκπαίδευσης για να αναπτύξουν μια κατάλληλη αίσθηση για τον βέλτιστο ορισμό των παραμέτρων της διαδικασίας», λέει ο Jonas. «Μεγάλες ποσότητες απορριμμάτων παράγονται συχνά επειδή έχουν παραβλέψει κάτι.» Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Jonas και η ομάδα του έχουν εκπαιδεύσει ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης με τη συμπεριφορά επιθεώρησης ενός υψηλής ειδίκευσης χειριστή μηχανών, προκειμένου να αναπτύξουν ένα σύστημα που παρέχει συστάσεις για βέλτιστη διαμόρφωση κατά τη συνεχιζόμενη λειτουργία. «Με βάση τα επιχειρησιακά δεδομένα, ένα καλά εκπαιδευμένο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης αναγνωρίζει πολύ πιο γρήγορα πότε αποκλίνουμε πολύ από το βέλτιστο», επιβεβαιώνει ο Jonas. «Στόχος μας για το εγγύς μέλλον είναι να είμαστε σε θέση να ελέγξουμε τη διαδικασία επικάλυψης πλήρως αυτόματα, ώστε να μπορέσουμε να μειώσουμε το ποσοστό απορριμμάτων για τις μπαταρίες κατά περίπου δέκα τοις εκατό. Έχουμε ήδη αποκτήσει εμπορικές άδειες».