Ekologia konsumpcji Nauka i technika: Przyszłość transportu elektrycznego zależy w dużej mierze od ulepszenia akumulatorów - muszą one mniej ważyć, ładować się szybciej i nadal wytwarzać więcej energii.
Przyszłość pojazdów elektrycznych w dużej mierze zależy od ulepszonych akumulatorów - muszą one ważyć mniej, ładować się szybciej i nadal wytwarzać więcej energii. Naukowcy już osiągnęli pewne wyniki. Zespół inżynierów stworzył baterie litowo-tlenowe, które nie marnują energii i mogą działać przez dziesięciolecia. A australijski naukowiec ujawnił superkondensator na bazie grafenu, który można ładować milion razy bez utraty wydajności.
Akumulatory litowo-tlenowe są lekkie i generują dużo energii i mogą być idealnymi komponentami do pojazdów elektrycznych. Ale takie baterie mają istotną wadę - szybko się zużywają i uwalniają zbyt dużo energii w postaci marnowanego ciepła. Nowe odkrycie dokonane przez naukowców z MIT, Argonne National Laboratory i Peking University obiecuje rozwiązanie tego problemu.
Opracowane przez zespół inżynierów akumulatory litowo-tlenowe wykorzystują nanocząsteczki zawierające lit i tlen. W tym przypadku, gdy zmieniają się stany, tlen pozostaje wewnątrz cząstki i nie powraca do fazy gazowej. Inaczej jest w przypadku akumulatorów litowo-powietrznych, które pobierają tlen z powietrza i uwalniają go do atmosfery podczas odwrotnej reakcji. Nowe podejście pozwala zmniejszyć straty energii (prawie 5-krotnie zmniejsza się ilość napięcia elektrycznego) i wydłużyć żywotność baterii.
Technologia litowo-tlenowa jest również dobrze dostosowana do rzeczywistych warunków, w przeciwieństwie do systemów litowo-powietrznych, które pogarszają się pod wpływem wilgoci i CO2. Dodatkowo akumulatory litowo-tlenowe są chronione przed przeładowaniem - w przypadku zbyt dużej ilości energii akumulator przełącza się na inny typ reakcji.
Naukowcy przeprowadzili 120 cykli ładowania i rozładowania, podczas gdy wydajność spadła tylko o 2%.
Do tej pory naukowcy stworzyli tylko prototypową baterię, ale zamierzają opracować prototyp w ciągu roku. Nie wymaga to drogich materiałów, a produkcja jest bardzo podobna do produkcji tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych. Jeśli projekt zostanie zrealizowany, to w najbliższej przyszłości pojazdy elektryczne będą magazynować dwa razy więcej energii przy tej samej masie.
Inżynier ze Swinburne University of Technology w Australii rozwiązał inny problem z bateriami - jak szybko się ładują. Opracowany przez niego superkondensator ładuje się niemal natychmiast i może być używany przez wiele lat bez utraty wydajności.
Han Lin użył grafenu, jednego z najtrwalszych jak dotąd materiałów. Grafen dzięki swojej strukturze podobnej do plastra miodu ma dużą powierzchnię do magazynowania energii. Naukowiec ma wydrukowane w 3D płyty grafenowe - ta metoda produkcji pozwala również na obniżenie kosztów i zwiększenie skali.
Stworzony przez naukowca superkondensator wytwarza taką samą ilość energii na kilogram masy, co akumulatory litowo-jonowe, ale ładuje się w ciągu kilku sekund. Ponadto zamiast litu wykorzystuje grafen, który jest znacznie tańszy. Według Han Lin superkondensator może przejść miliony cykli ładowania bez utraty jakości.
Dziedzina produkcji baterii nie stoi w miejscu. Bracia Kreisel z Austrii stworzyli nowy typ akumulatora, który waży prawie połowę mniej niż Tesla Model S.
Norwescy naukowcy z Uniwersytetu w Oslo wynaleźli baterię, która może być całkowicie zasilana. Ich rozwój jest jednak przeznaczony dla miejskiego transportu publicznego, który regularnie zatrzymuje się - na każdym z nich autobus zostanie doładowany i będzie wystarczająco dużo energii, aby dostać się na następny przystanek.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine byli bliscy stworzenia wiecznej baterii. Opracowali baterię nanoprzewodową, którą można ładować setki tysięcy razy.
Inżynierowie z Uniwersytetu Rice byli w stanie stworzyć taki, który działa w temperaturze 150 stopni Celsjusza bez utraty wydajności. opublikowany
A dzisiaj porozmawiamy o tych wyimaginowanych - o gigantycznej pojemności właściwej i natychmiastowym ładowaniu. Wiadomości o takich wydarzeniach pojawiają się z godną pozazdroszczenia regularnością, ale przyszłość jeszcze nie nadeszła, a my nadal korzystamy z akumulatorów litowo-jonowych, które pojawiły się na początku poprzedniej dekady, lub ich nieco bardziej zaawansowanych analogów litowo-polimerowych. Więc co to jest, trudności technologiczne, błędna interpretacja słów naukowców, czy coś innego? Spróbujmy to rozgryźć.
W pogoni za szybkością ładowania
Jednym z parametrów baterii, które naukowcy i duże firmy nieustannie starają się poprawić, jest prędkość ładowania. Nie da się go jednak zwiększać w nieskończoność, nawet nie ze względu na prawa chemiczne reakcji zachodzących w akumulatorach (zwłaszcza, że \u200b\u200bkonstruktorzy akumulatorów aluminiowo-jonowych już stwierdzili, że tego typu akumulator można w pełni naładować w zaledwie sekundę), ale ze względu na ograniczenia fizyczne. Załóżmy, że mamy smartfon z baterią 3000 mAh i obsługą szybkiego ładowania. Taki gadżet można w pełni naładować w ciągu godziny średnim prądem 3 A (średnio, bo podczas ładowania zmienia się napięcie). Jeśli jednak chcemy uzyskać pełne naładowanie w zaledwie jedną minutę, potrzebujemy prądu o natężeniu 180 A, z wyłączeniem różnych strat. Do ładowania urządzenia takim prądem potrzebny jest przewód o średnicy około 9 mm - dwa razy grubszy niż sam smartfon. Tak, a prąd 180 A przy napięciu około 5 V, konwencjonalna ładowarka nie będzie w stanie wydać: właściciele smartfonów będą potrzebować konwertera prądu impulsowego, takiego jak pokazany na zdjęciu poniżej.
Alternatywą dla zwiększenia natężenia prądu jest zwiększenie napięcia. Ale zwykle jest to naprawione, a dla akumulatorów litowo-jonowych wynosi 3,7 V.Oczywiście można to przekroczyć - ładowanie w technologii Quick Charge 3.0 przebiega z napięciem do 20 V, ale próba naładowania akumulatora napięciem około 220 V jest bezużyteczna nie doprowadzi do dobra i nie jest możliwe rozwiązanie tego problemu w najbliższej przyszłości. Nowoczesne baterie po prostu nie mogą korzystać z tego napięcia.
Wieczne akumulatory
Oczywiście nie mówimy teraz o „perpetuum mobile”, ale o akumulatorach o długiej żywotności. Nowoczesne akumulatory litowo-jonowe do smartfonów wytrzymują maksymalnie kilka lat aktywnego użytkowania urządzeń, po których systematycznie spada ich pojemność. Posiadacze smartfonów z wymiennymi bateriami mają trochę więcej szczęścia niż inni, ale w tym przypadku warto upewnić się, że bateria została wyprodukowana niedawno: baterie litowo-jonowe degradują się nawet wtedy, gdy nie są używane.
Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda zaproponowali rozwiązanie tego problemu: pokrycie elektrod istniejących typów akumulatorów litowo-jonowych materiałem polimerowym z dodatkiem nanocząstek grafitu. Zgodnie z pomysłem naukowców ochroni to elektrody, które podczas pracy nieuchronnie zostaną pokryte mikropęknięciami, a te same mikropęknięcia w materiale polimerowym same się zagoją. Zasada działania tego materiału jest zbliżona do technologii zastosowanej w smartfonie LG G Flex z samonaprawiającą się tylną obudową.
Przejście do trzeciego wymiaru
W 2013 roku doniesiono, że naukowcy z University of Illinois opracowali nowy typ akumulatorów litowo-jonowych. Naukowcy stwierdzili, że moc właściwa takich akumulatorów będzie wynosić do 1000 mW / (cm * mm), podczas gdy moc właściwa konwencjonalnych akumulatorów litowo-jonowych waha się w granicach 10-100 mW / (cm * mm). Użyliśmy właśnie takich jednostek miary, ponieważ mówimy o raczej małych strukturach o grubości kilkudziesięciu nanometrów.
Zamiast płaskiej anody i katody stosowanych w tradycyjnych akumulatorach litowo-jonowych, naukowcy zaproponowali użycie struktur masowych: sieci krystalicznej siarczku niklu na porowatym niklu jako anodzie i dwutlenku manganu litu na porowatym niklu jako katodzie.
Pomimo wszystkich wątpliwości, jakie wynikają z braku dokładnych parametrów nowych akumulatorów w pierwszych informacjach prasowych, a także prototypów, które nie zostały jeszcze zaprezentowane, nowy typ akumulatorów jest wciąż realny. Potwierdza to kilka artykułów naukowych na ten temat, opublikowanych w ciągu ostatnich dwóch lat. Jeśli jednak takie baterie staną się dostępne dla użytkowników końcowych, będzie to bardzo dawno temu.
Ładowanie przez ekran
Naukowcy i inżynierowie starają się przedłużyć żywotność naszych gadżetów nie tylko szukając nowych typów baterii czy zwiększając ich energooszczędność, ale także w dość nietypowy sposób. Badacze z Michigan State University zaproponowali osadzenie przezroczystych paneli słonecznych bezpośrednio w ekranie. Ponieważ zasada działania takich paneli opiera się na pochłanianiu przez nie promieniowania słonecznego, aby uczynić je przezroczystymi, naukowcy musieli pójść na całość: materiał paneli nowego typu pochłania tylko niewidzialne promieniowanie (podczerwone i ultrafioletowe), po czym fotony odbite od szerokich krawędzi szkła są pochłaniane przez wąskie paski panele słoneczne typu tradycyjnego umieszczone wzdłuż jego krawędzi.
Główną przeszkodą we wprowadzeniu takiej technologii jest niska wydajność takich paneli - tylko 1% wobec 25% tradycyjnych paneli słonecznych. Teraz naukowcy szukają sposobów na zwiększenie wydajności do co najmniej 5%, ale trudno oczekiwać szybkiego rozwiązania tego problemu. Nawiasem mówiąc, podobna technologia została niedawno opatentowana przez Apple, ale nie wiadomo jeszcze, gdzie dokładnie producent umieści panele słoneczne w swoich urządzeniach.
Wcześniej pod słowami „bateria” i „akumulator” mieliśmy na myśli akumulator, ale niektórzy badacze uważają, że w gadżetach można stosować jednorazowe źródła napięcia. Jako baterie, które mogłyby działać bez ładowania lub innej konserwacji przez kilka lat (a nawet kilkadziesiąt lat), naukowcy z University of Missouri zaproponowali zastosowanie RTG - radioizotopowych generatorów termoelektrycznych. Zasada działania RTG opiera się na zamianie ciepła uwalnianego podczas rozpadu radiowego na energię elektryczną. Wiele takich instalacji jest znanych z ich stosowania w kosmosie i trudno dostępnych miejscach na Ziemi, ale w Stanach Zjednoczonych miniaturowe baterie radioizotopowe były również używane w rozrusznikach serca.
Prace nad ulepszonym rodzajem takich baterii trwają od 2009 roku i pokazano nawet prototypy takich baterii. Jednak w najbliższej przyszłości nie będziemy mogli zobaczyć baterii radioizotopowych w smartfonach: są one drogie w produkcji, a ponadto w wielu krajach obowiązują surowe ograniczenia dotyczące produkcji i obiegu materiałów radioaktywnych.
Ogniwa wodorowe mogą być również używane jako baterie jednorazowe, ale nie można ich używać w smartfonach. Baterie wodorowe zużywają się dość szybko: chociaż Twój gadżet będzie działał dłużej na jednym wkładzie niż na jednym ładowaniu zwykłej baterii, będą musiały być okresowo wymieniane. Nie przeszkadza to jednak w stosowaniu akumulatorów wodorowych w pojazdach elektrycznych, a nawet akumulatorach zewnętrznych: na razie nie są to urządzenia masowe, ale nie są już prototypami. A Apple, według plotek, już opracowuje system do uzupełniania wkładów wodorem bez wymiany ich do użytku w przyszłych iPhone'ach.
Pomysł, że na bazie grafenu można stworzyć baterię o dużej pojemności właściwej, pojawił się jeszcze w 2012 roku. I tak na początku tego roku w Hiszpanii ogłoszono rozpoczęcie przez Graphenano budowy fabryki do produkcji baterii grafenowo-polimerowych do pojazdów elektrycznych. Nowy typ akumulatorów jest prawie czterokrotnie tańszy w produkcji od tradycyjnych akumulatorów litowo-polimerowych, ma pojemność właściwą 600 Wh / kg, a ładowanie takiego akumulatora o mocy 50 kWh będzie możliwe w zaledwie 8 minut. To prawda, jak powiedzieliśmy na samym początku, będzie to wymagało mocy około 1 MW, więc taki wskaźnik jest możliwy do osiągnięcia tylko w teorii. Nie podaje się dokładnie, kiedy fabryka rozpocznie produkcję pierwszych baterii grafenowo-polimerowych, ale niewykluczone, że wśród odbiorców jej produktów będzie Volkswagen. Koncern ogłosił już plany produkcji pojazdów elektrycznych o zasięgu do 700 kilometrów na jednym ładowaniu akumulatora do 2018 roku.
Jeśli chodzi o urządzenia mobilne, do tej pory stosowanie w nich baterii grafenowo-polimerowych jest utrudnione ze względu na duże wymiary takich baterii. Miejmy nadzieję, że badania w tej dziedzinie będą kontynuowane, ponieważ baterie grafenowo-polimerowe to jedne z najbardziej obiecujących typów baterii, jakie mogą pojawić się w najbliższych latach.
Dlaczego więc pomimo całego optymizmu naukowców i regularnie pojawiających się wiadomości o przełomach w dziedzinie oszczędzania energii, obserwujemy obecnie stagnację? Przede wszystkim chodzi o nasze wysokie oczekiwania, które podsycają tylko dziennikarze. Chcemy wierzyć, że wkrótce nastąpi rewolucja w świecie akumulatorów, a baterię z ładowaniem dostaniemy w mniej niż minutę i praktycznie nieograniczoną żywotność, z której nowoczesny smartfon z ośmiordzeniowym procesorem będzie działał co najmniej tydzień. Ale takie przełomy niestety się nie zdarzają. Wprowadzenie każdej nowej technologii do masowej produkcji poprzedzone jest wieloletnimi badaniami naukowymi, testowaniem próbek, opracowywaniem nowych materiałów i procesów technologicznych oraz innymi pracami, które zajmują dużo czasu. W końcu te same akumulatory litowo-jonowe potrzebowały około pięciu lat, aby ewoluować od prototypów inżynieryjnych do gotowych urządzeń, które mogą być używane w telefonach.
Dlatego musimy tylko uzbroić się w cierpliwość i nie brać sobie do serca wiadomości o nowych elementach żywności. Przynajmniej do czasu, gdy pojawią się wieści o ich rozpoczęciu masowej produkcji, kiedy nie ma wątpliwości co do żywotności nowej technologii.
Samochody elektryczne muszą rozwiązać wiele problemów środowiskowych. Jeśli zostaną naładowane energią elektryczną ze źródeł odnawialnych, będą praktycznie nieszkodliwe dla atmosfery. Oczywiście, jeśli nie bierzesz pod uwagę ich skomplikowanej technologicznie produkcji. A jazda na elektrycznej trakcji bez zwykłego buczenia silnika jest po prostu przyjemniejsza. Ciągłe kłopoty związane ze stanem naładowania akumulatora to nadal uciążliwość. W końcu jeśli spadnie do zera i nie będzie w pobliżu ani jednej stacji ładującej, to problemów nie da się uniknąć.
O sukcesie samochodów elektrycznych zasilanych bateriami decyduje sześć czynników. Przede wszystkim mówimy o pojemności - czyli ile energii może zmagazynować akumulator, ilości cyklicznego zużycia akumulatora - czyli „ładowania-rozładowania”, które akumulator może wytrzymać przed awarią, oraz czasu ładowania - czyli jak długo kierowca będzie musiał czekać, ładowanie samochodu do jazdy.
Równie ważna jest niezawodność samego akumulatora. Powiedzmy, czy poradzi sobie z wycieczką w góry czy wycieczką w upalne lato. Oczywiście przy podejmowaniu decyzji o zakupie auta elektrycznego należy wziąć pod uwagę również taki czynnik, jak liczba stacji ładowania oraz cena akumulatorów.
Jak daleko można zajść na bateriach?
Lekkie samochody elektryczne dostępne obecnie na rynku pokonują odległości od 150 do ponad 200 kilometrów na jednym ładowaniu. Zasadniczo odległości te można zwiększyć przez podwojenie lub potrojenie liczby baterii. Ale po pierwsze, byłoby to tak drogie, że zakup samochodu elektrycznego byłby nie do zniesienia, a po drugie, same samochody elektryczne stałyby się znacznie cięższe, więc musiałyby być projektowane w oparciu o duże obciążenia. A to przeczy celom, do których dążą producenci samochodów elektrycznych, a mianowicie łatwości budowy.
Na przykład Daimler niedawno wprowadził na rynek ciężarówkę elektryczną, która może przejechać do 200 kilometrów na jednym ładowaniu. Jednak sam akumulator waży co najmniej dwie tony. Ale silnik jest znacznie lżejszy niż w ciężarówce z silnikiem Diesla.
Które baterie dominują na rynku?
Nowoczesne akumulatory, czy to telefonów komórkowych, laptopów czy samochodów elektrycznych, to prawie wyłącznie warianty tak zwanych akumulatorów litowo-jonowych. Mówimy o różnych typach akumulatorów, w których lit alkaliczny znajduje się zarówno w elektrodach dodatnich, jak i ujemnych oraz w cieczy - tzw. Elektrolicie. Zwykle elektroda ujemna składa się z grafitu. W zależności od tego, jakie inne materiały są zastosowane w elektrodzie dodatniej, są to na przykład akumulatory litowo-kobaltowe (LiCoO2), litowo-tytanowe (Li4Ti5O12) i litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4).
Baterie litowo-polimerowe odgrywają szczególną rolę. Tutaj żelopodobny plastik działa jak elektrolit. Akumulatory te są obecnie najpotężniejszymi na rynku, osiągając pojemność energetyczną do 260 watogodzin na kilogram. Reszta akumulatorów litowo-jonowych może pracować maksymalnie od 140 do 210 watogodzin na kilogram.
A jeśli porównasz rodzaje baterii?
Akumulatory litowo-jonowe są bardzo drogie, przede wszystkim ze względu na wysoką wartość rynkową litu. Istnieje jednak wiele zalet w porównaniu z poprzednimi typami akumulatorów wykonanych z ołowiu i niklu.
Ponadto akumulatory litowo-jonowe ładują się dość szybko. Oznacza to, że normalnym prądem z sieci samochód elektryczny można naładować w ciągu dwóch do trzech godzin. A na specjalnych stacjach szybkiego ładowania może to zająć godzinę.
Starsze typy akumulatorów nie mają takich zalet i mogą magazynować znacznie mniej energii. Baterie na bazie niklu mają pojemność energetyczną od 40 do 60 watogodzin na kilogram. Jeszcze gorsze właściwości mają akumulatory ołowiowo-kwasowe - pojemność energetyczna w nich wynosi około 30 watogodzin na kilogram. Są jednak znacznie tańsze i bez problemu wytrzymują wiele lat eksploatacji.
Jak długo wytrzymują nowoczesne baterie?
Wiele osób pamięta tak zwany efekt pamięci akumulacji w starych bateriach. Przejawiało się to przede wszystkim w bateriach niklowych. Następnie, jeśli ktoś pomyślał o naładowaniu śrubokręta lub baterii laptopa, mimo że bateria była prawie w połowie naładowana, zdolność magazynowania energii elektrycznej była zaskakująco ograniczona. Dlatego przed każdym procesem ładowania energia musiała zostać całkowicie zużyta. W przypadku pojazdów elektrycznych byłaby to katastrofa, ponieważ należy je ładować dokładnie wtedy, gdy znajdują się w odpowiedniej odległości od stacji ładowania, a nie wtedy, gdy bateria się rozładowuje.
Ale akumulatory litowo-jonowe nie mają tego „efektu pamięci”. Producenci obiecują nawet 10000 cykli ładowania i rozładowania oraz 20 lat bezawaryjnej pracy. Jednocześnie doświadczenia konsumentów często świadczą o czymś innym - baterie do laptopów „giną” po kilku latach eksploatacji. Ponadto czynniki zewnętrzne, takie jak ekstremalne temperatury lub niezamierzone rozładowanie lub przeładowanie, mogą trwale uszkodzić akumulatory. Bardzo ważna w nowoczesnych akumulatorach jest nieprzerwana praca elektroniki sterującej procesem ładowania.
Czy superakumulatory to tylko puste zdanie?
Eksperci z Centrum Badawczego Jülich pracują nad rozwojem baterii krzemowo-powietrznych. Idea akumulatorów powietrznych nie jest taka nowa. Dlatego wcześniej próbowali opracować baterie litowo-powietrzne, w których elektroda dodatnia składałaby się z nanokrystalicznej sieci węglowej. W tym przypadku sama elektroda nie bierze udziału w procesie elektrochemicznym, a działa jedynie jako przewodnik, na powierzchni którego następuje redukcja tlenu.
Baterie silikonowo-powietrzne działają na tej samej zasadzie. Jednak mają tę zaletę, że składają się z bardzo taniego krzemu, który w naturze występuje w niemal nieograniczonych ilościach w postaci piasku. Ponadto krzem jest aktywnie wykorzystywany w technologii półprzewodników.
Oprócz potencjalnie niskich kosztów produkcji, parametry techniczne akumulatorów powietrznych są również dość atrakcyjne na pierwszy rzut oka. Przecież mogą osiągnąć taką pojemność energetyczną, która przewyższa dzisiejsze wskaźniki trzykrotnie, a nawet dziesięciokrotnie.
Jednak rozwój ten jest nadal daleki od wejścia na rynek. Największym problemem jest niezadowalająco krótka żywotność baterii powietrznych. Jest znacznie poniżej 1000 cykli ładowania-rozładowania. Eksperyment badaczy z Jülich daje nadzieję. Odkryli, że żywotność takich akumulatorów można znacznie wydłużyć, jeśli elektrolit w tych akumulatorach jest regularnie uzupełniany. Ale nawet przy takich rozwiązaniach technicznych akumulatory te nie osiągną nawet ułamka żywotności, jaką mają dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe.
Naukowcy z University of Texas w Austin, kierowani przez 94-letniego profesora Johna Goodenougha, opracowali nowy typ baterii półprzewodnikowej. Co ciekawe, jednym z twórców nowoczesnych akumulatorów litowo-jonowych był John Goodenough. W 1983 roku on i jego koledzy zaproponowali użycie kobaltynu litu jako katody w akumulatorach litowo-jonowych. Nowa technologia zapewnia całkowicie półprzewodnikowy akumulator o zwiększonym bezpieczeństwie, trwałości i szybszym ładowaniu niż tradycyjne akumulatory.
„Koszt, bezpieczeństwo, gęstość energii, szybkość ładowania i rozładowywania oraz żywotność to krytyczne wskaźniki dotyczące akumulatorów w pojazdach elektrycznych, które mogą wpłynąć na ich popularność. Uważamy, że nasze odkrycie rozwiązuje wiele problemów nieodłącznie związanych z nowoczesnymi akumulatorami ”- powiedział John Goodenough.
Nowe akumulatory mają co najmniej trzykrotnie większą gęstość energii niż nowoczesne akumulatory litowo-jonowe. W przypadku pojazdów elektrycznych oznacza to, że na jednym ładowaniu mogą pokonywać większe odległości, a smartfony będą mogły pochwalić się dużą autonomią. Oprócz zwiększonej gęstości energii nowe akumulatory zachowują również swoją pojemność przez większą liczbę cykli ładowania (do 1200 cykli), a ich czas ładowania liczony jest nie w godzinach, ale w minutach.
Nowoczesne akumulatory litowo-jonowe wykorzystują ciekłe elektrolity do przemieszczania jonów litu między anodą a katodą. Zbyt szybkie ładowanie może spowodować zwarcie, któremu często towarzyszy eksplozja. Naukowcy z University of Texas zastosowali elektrolity szklane zamiast elektrolitów ciekłych - pozwalają one na zastosowanie anody z metali alkalicznych (litu, sodu lub potasu) bez prawdopodobieństwa tworzenia się dendrytów.
Kolejną zaletą stosowania elektrolitów szklanych zamiast elektrolitów ciekłych jest to, że mogą one pracować bez problemów w temperaturach poniżej zera. Ponadto wszystkie elementy takiej baterii mogą być wykonane z materiałów przyjaznych dla środowiska.
Niestety, podobnie jak w przypadku innych obiecujących technologii akumulatorów, nie ma mowy o komercyjnym wykorzystaniu tego rozwiązania.
Wynalazca baterii litowo-jonowych wprowadził nowy typ baterii
Wynalazca baterii litowo-jonowych wprowadził nowy typ baterii
Naukowcy z University of Texas w Austin stworzyli akumulatory półprzewodnikowe, które powinny być bardziej wydajną i całkowicie bezpieczną alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych. Rozwój jest prowadzony przez 94-letniego wynalazcę Johna Goodenougha, który był współzałożycielem baterii litowo-jonowej prawie trzy dekady temu.
Jak odkryli eksperymentatorzy, nowy typ akumulatorów ma trzykrotnie większą pojemność energetyczną, ładuje się szybciej, wytrzymuje temperatury do −60 ° C, nie eksploduje w wyniku przegrzania ani uszkodzenia skorupy, a wyrzucenie nie szkodzi środowisku. Jako materiał do magazynowania energii elektrycznej taka bateria wykorzystuje nie rzadki i drogi lit, ale tani sód, który można ekstrahować z wody morskiej w taki sam sposób jak sól.
Akumulatory litowo-jonowe są szeroko stosowane i stosowane w prawie wszystkich typach urządzeń elektronicznych. Zasada ich działania opiera się na ruchu jonów ciekłego elektrolitu pomiędzy anodą a katodą. Jeśli akumulator jest ładowany zbyt szybko, w akumulatorze mogą tworzyć się kiełki litu, co może prowadzić do zmniejszenia pojemności, zwarcia, a nawet wybuchu akumulatora. Szkło służy jako elektrolit w nowym akumulatorze Goodenough, który umożliwia stosowanie metali alkalicznych (takich jak sód lub potas) jako anody, które nie tworzą procesów. Ryzyko pożaru takiej baterii jest bliskie zeru.
„Koszt, bezpieczeństwo, gęstość energii, prędkość ładowania i żywotność baterii to kluczowe wskaźniki dla dalszego wdrażania pojazdów elektrycznych. Wierzymy, że nasza technologia pomoże rozwiązać wiele problemów, z jakimi borykają się nowoczesne akumulatory ”- skomentował swój wynalazek John Goodenough.
Goodenough nie jest pierwszym, który zdecydował się na wymianę elektrolitu ciekłego na ciało stałe. Przed nim podobne eksperymenty prowadzili badacze z Massachusetts Institute of Technology. Użyli siarczków, ale stwierdzili, że ten materiał jest zbyt delikatny, więc oparte na nim baterie nie mogą być stosowane w sprzęcie przenośnym i pojazdach elektrycznych.
Akumulatory litowo-jonowe są używane w elektronice od wczesnych lat dziewięćdziesiątych i prawie wyparły wszystkie inne typy akumulatorów. Od 25 lat nie dokonano istotnego przełomu w tej technologii - choć efektywność energetyczna takich akumulatorów rośnie, ale bardzo wolno. Ich głównym problemem jest niebezpieczeństwo wybuchu w dowolnym momencie bez wyraźnego powodu oraz stopniowa utrata nominalnej pojemności od przeładowania do całkowitego wyczerpania.
Nowy typ baterii od wynalazcy baterii litowo-jonowej
Naukowcy z University of Texas w Austin stworzyli akumulatory półprzewodnikowe, które powinny być bardziej wydajną i całkowicie bezpieczną alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych.
Konwencjonalne akumulatory tego typu wyposażone są w katodę węglową, w której porach magazynowany jest tlen atmosferyczny pełniący rolę materiału aktywnego. Podczas wyładowania kationy litu przemieszczają się z anody litu przez elektrolit i reagują z tlenem, tworząc (najlepiej) nadtlenek litu Li 2 O 2, który jest zatrzymywany na katodzie, a elektrony przechodzą z anody do katody przez obwód obciążenia. Zaletą próbek litowo-powietrznych nad tradycyjnymi litowo-jonowymi jest wyższa osiągalna gęstość energii.
Na wydajność akumulatorów litowo-powietrznych wpływa wiele czynników: wilgotność względna, ciśnienie parcjalne tlenu, skład elektrolitu, wybór katalizatora i ogólny układ urządzenia. Należy również wziąć pod uwagę, że produkty reakcji (Li 2 O 2) osadzone na elektrodzie węglowej blokują drogi wnikania tlenu, ograniczając przepustowość. Dlatego elektroda powietrzna o optymalnej konfiguracji musi mieć zarówno mikropory, które zapewniają swobodny przepływ tlenu, jak i nano-wnęki, które tworzą dostateczną gęstość miejsc dla reakcji Li-O 2.
Schemat funkcjonalizowanego arkusza grafenu z grupami funkcyjnymi po obu stronach i krawędziach oraz defektami sieci, które stają się energetycznie korzystnymi miejscami do wychwytywania produktów reakcji (Li 2 O 2). Wady zaznaczone są na żółto i fioletowo, atomy węgla - szare, tlenu - czerwone, wodór - białe. Po prawej stronie pokazano idealną porowatą strukturę elektrody powietrznej. (W dalszej części ilustracje z magazynu Nano Letters.)
Do wykonania nowych elektrod wykorzystano sfunkcjonalizowane arkusze grafenowe otrzymane w wyniku obróbki cieplnej tlenku grafitu. Początkowy stosunek C / O tlenku jest w przybliżeniu równy dwa, ale utrzymywanie temperatury 1050 ˚C tylko przez 30 s pozwala na zwiększenie go do
15 z powodu uwolnienia CO 2. Po opuszczeniu dwutlenku węgla arkusze nabierają defektów sieci, które przyczyniają się do powstawania izolowanych nanocząsteczek Li 2 O 2, które nie blokują dostępu tlenu podczas pracy akumulatora.
Przygotowane arkusze umieszczono w roztworze mikroemulsji zawierającym spoiwa. Po wyschnięciu elektroda uzyskała niezwykłą strukturę wewnętrzną, w której wyróżniają się luźno upakowane elementy jajowate. Między nimi ułożono szerokie przejścia, a „powłoka” elementów zawierała liczne nanorozmiarowe pory. Innymi słowy, konstrukcja elektrody była bliska optymalnej.
Elektrody grafenowe: od góry - właśnie wykonane, od dołu - po rozładowaniu. Strzałki oznaczają cząsteczki Li 2 O 2. Wymiary podano w mikrometrach.
W eksperymentach akumulatory litowo-powietrzne z elektrodami grafenowymi (bez katalizatora) wykazały rekordową pojemność 15 000 mAh na gram węgla. Zwracamy uwagę, że takie wyniki zostały osiągnięte w atmosferze czystego O 2; w powietrzu pojemność znacznie spada, ponieważ woda zakłóca działanie urządzenia. Autorzy już myślą o konstrukcji membrany, która gwarantuje ochronę przed wodą, ale pozwoli na przejście niezbędnego tlenu.
„Chcemy również, aby bateria była w pełni ładowalna” - mówi lider zespołu Ji-Guang Zhang. „Będzie to wymagało nowego elektrolitu i nowego katalizatora i właśnie one nas teraz interesują”.
Krzywa rozładowania baterii litowo-powietrznej z elektrodą grafenową.
Niemcy wynaleźli baterię fluorkowo-jonową
Oprócz całej armii źródeł prądu elektrochemicznego naukowcy opracowali inną opcję. Jego deklarowane zalety to mniejsze zagrożenie pożarowe i dziesięciokrotnie większa pojemność właściwa niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych.
Chemicy z Instytutu Technologii w Karlsruhe (KIT) zaproponowali koncepcję akumulatorów na bazie fluorku metali, a nawet przetestowali kilka małych próbek laboratoryjnych.
W takich akumulatorach aniony fluoru są odpowiedzialne za przenoszenie ładunku między elektrodami. Anoda i katoda baterii zawierają metale, które w zależności od kierunku przepływu prądu (ładowanie lub rozładowanie) są z kolei przekształcane w fluorki lub redukowane z powrotem do metali.
„Ponieważ pojedynczy atom metalu może jednocześnie przyjmować lub przekazywać wiele elektronów, koncepcja ta zapewnia niezwykle wysoką gęstość energii - nawet dziesięciokrotnie większą niż w przypadku konwencjonalnych baterii litowo-jonowych” - mówi współautor dr Maximilian Fichtner.
Aby przetestować ten pomysł, niemieccy naukowcy stworzyli kilka próbek takich baterii o średnicy 7 milimetrów i grubości 1 mm. Autorzy przebadali kilka materiałów na elektrody (na przykład miedź i bizmut w połączeniu z węglem) i stworzyli elektrolit na bazie lantanu i baru.
Jednak taki stały elektrolit jest tylko etapem pośrednim. Ten związek przewodzący jony fluoru działa dobrze tylko w wysokich temperaturach. Dlatego chemicy szukają jego zamiennika - ciekłego elektrolitu, który działałby w temperaturze pokojowej.
(Szczegóły można znaleźć w komunikacie prasowym instytutu oraz w artykule Journal of Materials Chemistry).
Trudno przewidzieć, jak rynek akumulatorów będzie się utrzymywał w przyszłości. Baterie litowe wciąż królują i mają duży potencjał dzięki rozwojowi polimerów litu. Wprowadzenie elementów srebrowo-cynkowych jest bardzo długim i kosztownym procesem, a jego celowość jest nadal dyskusyjna. Technologie ogniw paliwowych i nanorurek są chwalone i opisywane najpiękniejszymi słowami od wielu lat, ale w praktyce same produkty są albo zbyt uciążliwe, albo zbyt drogie, albo jedno i drugie. Jedno jest pewne - w najbliższych latach branża ta będzie się nadal aktywnie rozwijać, bo popularność urządzeń przenośnych rośnie skokowo.
Równolegle z notebookami nastawionymi na autonomiczną pracę rozwija się kierunek laptopów stacjonarnych, w których bateria pełni raczej rolę zapasowego zasilacza UPS. Samsung wypuścił niedawno podobny laptop bez żadnej baterii.
W NiCd-Bateria również istnieje możliwość elektrolizy. Aby zapobiec gromadzeniu się w nich wybuchowego wodoru, baterie są wyposażone w mikroskopijne zawory.
W słynnym instytucie MIT Niedawno dzięki specjalnie wyszkolonym wirusom opracowano unikalną technologię produkcji baterii litowych.
Pomimo tego, że ogniwo paliwowe wygląda zupełnie inaczej niż tradycyjny akumulator, to działa na tych samych zasadach.
Kto jeszcze może zaproponować obiecujące kierunki?
Wyprodukowano obiecujące elektrody grafenowe do akumulatorów litowo-powietrznych
Nadal spełniam życzenia moich przyjaciół z październikowej TABELI ZAMÓWIEŃ. Przeczytaliśmy pytanie trudnopisaka: Ciekawie byłoby wiedzieć o nowych technologiach akumulatorów, które są przygotowywane do masowej produkcji. Cóż, oczywiście kryterium masowej produkcji jest nieco rozszerzalne, ale ...
Społeczności ›Samochody elektryczne› Blog ›Nowe akumulatory o zwiększonej pojemności 20 razy.
Czech Jan Prochazka stworzył rewolucyjny typ baterii, której produkcja jest teraz gotowa do sfinansowania przez największych światowych inwestorów.
Nowa bateria 3D różni się od dotychczas znanych próbek sposobem wykonania. Chodzi o to, że w nowej baterii ogniwa galwaniczne są ułożone poziomo w postaci płytek w ramie, a nie pionowo w postaci metalowych folii z warstwami aktywnymi, jak to ma miejsce w bateriach litowych.
Technologia ta pomaga obniżyć koszty produkcji, dlatego cena w porównaniu do litu będzie niższa.
Nowa technologia tworzenia akumulatorów pozwala nie tylko zwiększyć ich pojemność co najmniej 20-krotnie, ale także zapewnia szybsze ładowanie akumulatorów.
Nowe, bardzo duże baterie mogą rozwiązać główny problem energii alternatywnej - długoterminowe magazynowanie nagromadzonej energii. Ponadto można je stosować w pojazdach elektrycznych - dzięki temu zasięg znacznie wzrośnie.
Patent na baterię 3D należy do HE3DA, na czele którego stoi twórca nowej baterii Jan Prochazk. W tej chwili w swoim warsztacie w Letnjanach wyprodukował 160 kopii.
Wynalazek Czecha przyciągnął rzesze dużych inwestorów z Niemiec i Słowacji. Najciekawszą propozycją była jednak propozycja prywatnego chińskiego miliardera Hu Yuanpinga.
Chińczycy wpłacili bezzwrotną kaucję w wysokości 5 mln euro i są gotowi zapłacić kolejne 50 mln euro za 49% udziałów w HE3DA www.he3da.cz/#!technology/ci26. Ale hojność chińskiego miliardera też się na tym nie kończy, w przyszłości planuje zainwestować kolejne 50 mln euro, jeśli projekt się powiedzie.
Pierwsza fabryka do produkcji baterii 3D pojawi się na północy Moraw w miejscowości Horní Sucha, a później masowa produkcja zostanie zorganizowana również w Chinach.
Wynalazek Prochazki nie tylko usprawni magazynowanie energii pozyskiwanej z elektrowni wiatrowych i słonecznych, ale może również znaleźć zastosowanie w pojazdach elektrycznych, dzięki czemu będą one jeszcze bardziej popularne.
* kontroler negatywny dołączony do komentarzy
Społeczności ›Samochody elektryczne› Blog ›Nowe akumulatory o 20-krotnie większej pojemności
Tagi: bateria 3d, rewolucyjny typ baterii, he3da. Czech Jan Prochazka stworzył rewolucyjny typ baterii, której produkcja jest już gotowa do sfinansowania przez największych światowych inwestorów. Nowa bateria 3D różni się od dotychczas znanych próbek sposobem produkcji. Chodzi o to, że ogniwa galwaniczne są umieszczone poziomo w nowej baterii.
- Transfer
W ostatnich latach często słyszeliśmy, że prawie - a ludzkość otrzyma baterie, które będą w stanie zasilać nasze gadżety tygodniami, a nawet miesiącami, a jednocześnie będą bardzo kompaktowe i szybko się ładują. Ale rzeczy wciąż tam są. Dlaczego nie pojawiły się jeszcze wydajniejsze baterie i jakie zmiany zachodzą na świecie, przeczytaj pod nacięciem.
Obecnie wiele startupów jest blisko zbudowania bezpiecznych akumulatorów kompaktowych, których magazynowanie energii kosztuje około 100 USD za kWh. Rozwiązałoby to problem zasilania 24/7 iw wielu przypadkach przestawienie się na odnawialne źródła energii, a jednocześnie zmniejszyłoby wagę i koszt pojazdów elektrycznych.
Jednak wszystkie te zmiany niezwykle powoli zbliżają się do poziomów komercyjnych, co nie pozwala na przyspieszenie przejścia z paliw kopalnych na źródła odnawialne. Nawet Elon Musk, który uwielbia odważne obietnice, był zmuszony przyznać, że jego dział motoryzacyjny stopniowo ulepsza akumulatory litowo-jonowe, zamiast tworzyć przełomowe technologie.
Wielu konstruktorów uważa, że \u200b\u200bprzyszłe akumulatory będą miały bardzo inny kształt, strukturę i skład chemiczny w porównaniu do litowo-jonowych, które w ostatniej dekadzie wyparły inne technologie z wielu rynków.
Założyciel SolidEnergy Systems, Qichao Hu, który od dziesięciu lat opracowuje akumulator litowo-metaliczny (anoda jest metalem, a nie grafitem, jak w tradycyjnym litowo-jonowym), twierdzi, że głównym problemem w tworzeniu nowych technologii magazynowania energii że wraz z poprawą jednego parametru inne pogarszają się. Poza tym dziś jest tak wiele opracowań, których autorzy głośno deklarują swoją wyższość, że startupom bardzo trudno jest przekonać potencjalnych inwestorów i zebrać wystarczające środki na kontynuację badań.
Ładowarka Bioo
Urządzenie to ma postać specjalnej doniczki na rośliny, która wykorzystuje energię fotosyntezy do ładowania mobilnych gadżetów. Ponadto jest już dostępny w sprzedaży. Urządzenie może zapewnić od dwóch do trzech sesji ładowania dziennie przy napięciu 3,5 V i natężeniu 0,5 A.Materiały organiczne w garnku oddziałują z wodą i produktami reakcji fotosyntezy, co skutkuje wystarczającą ilością energii do ładowania smartfonów i tabletów.
Wyobraź sobie całe gaje, w których każde drzewo sadzone jest nad takim urządzeniem, tylko większe i mocniejsze. Zapewni to „darmową” energię dla okolicznych domów i będzie ważnym powodem do ochrony lasów przed wylesianiem.
Baterie ze złotymi nanodrutami
Uniwersytet Kalifornijski w Irvine opracował akumulatory nanoprzewodowe, które mogą wytrzymać ponad 200 000 cykli ładowania w ciągu trzech miesięcy bez żadnych oznak spadku pojemności. To znacznie wydłuży cykl życia systemów zasilania w systemach o znaczeniu krytycznym i elektronice użytkowej.
Nanospecjaliści tysiące razy cieńsze od ludzkiego włosa obiecują świetlaną przyszłość. W swoim opracowaniu naukowcy wykorzystali złote druty w osłonie z dwutlenku manganu, które umieszczono w elektrolicie przypominającym żel. Zapobiega to rozkładaniu się nanoprzewodów z każdym cyklem ładowania.
Baterie magnezowe
Toyota pracuje nad wykorzystaniem magnezu w akumulatorach. Pozwoli to na tworzenie małych, ciasno upakowanych modułów, które nie wymagają obudów ochronnych. W dłuższej perspektywie takie akumulatory mogą być tańsze i bardziej kompaktowe niż akumulatory litowo-jonowe. To prawda, że \u200b\u200bnie nastąpi to wkrótce. Jeśli to się zdarzy.
Baterie półprzewodnikowe
Konwencjonalne akumulatory litowo-jonowe wykorzystują płynny, łatwopalny elektrolit jako medium do transportu naładowanych cząstek między elektrodami, co powoduje stopniową degradację akumulatora.Są pozbawieni tej wady stan stały akumulatory litowo-jonowe, które są dziś uważane za jedne z najbardziej obiecujących. W szczególności programiści Toyoty opublikowali artykuł naukowy, w którym opisali swoje eksperymenty z siarczkowymi przewodnikami superjonowymi. Jeśli im się uda, to baterie powstaną na poziomie superkondensatorów - zostaną w pełni naładowane lub rozładowane w zaledwie siedem minut. Idealny do pojazdów elektrycznych. A dzięki konstrukcji półprzewodnikowej takie akumulatory będą znacznie stabilniejsze i bezpieczniejsze niż nowoczesne akumulatory litowo-jonowe. Rozszerzy się również ich zakres temperatur pracy - od –30 do +100 stopni Celsjusza.
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology, we współpracy z firmą Samsung, opracowali również akumulatory półprzewodnikowe, które przewyższają dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe. Są bezpieczniejsze, ich zużycie energii jest o 20-30% wyższe, a poza tym wytrzymują setki tysięcy cykli doładowań. Ponadto nie stanowią zagrożenia pożarowego.
Ogniwa paliwowe
Ulepszenie ogniw paliwowych może spowodować, że smartfony będą ładowane raz w tygodniu, a drony będą latać dłużej niż godzinę. Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Pohang (Korea Południowa) stworzyli ogniwo, w którym połączone są porowate elementy ze stali nierdzewnej z cienkowarstwowym elektrolitem i elektrodami o minimalnej pojemności cieplnej. Konstrukcja okazała się bardziej niezawodna i trwalsza niż akumulatory litowo-jonowe. Możliwe, że rozwój zostanie wprowadzony do produktów komercyjnych, przede wszystkim smartfonów Samsunga.Grafenowe akumulatory samochodowe
Wielu ekspertów uważa, że \u200b\u200bprzyszłość należy do baterii grafenowych. Graphenano opracowało akumulator Grabat, który może zapewnić zasięg pojazdu elektrycznego do 800 km. Twórcy twierdzą, że akumulator można naładować w zaledwie kilka minut - szybkość ładowania / rozładowania jest 33 razy większa niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Szybkie rozładowywanie jest szczególnie ważne dla zapewnienia dużej dynamiki przyspieszenia w pojazdach elektrycznych.
Wydajność 2,3 V Grabata jest ogromna: około 1000 Wh / kg. Dla porównania najlepsze przykłady akumulatorów litowo-jonowych mają poziom 180 Wh / kg.
Mikrosupkondensatory wykonane laserowo
Naukowcy z Rice University poczynili postępy w opracowywaniu mikrokondensatorów. Jedną z głównych wad tej technologii jest wysoki koszt produkcji, ale użycie lasera może prowadzić do znacznej redukcji kosztów. Elektrody do kondensatorów wycinane są laserowo z arkusza tworzywa sztucznego, co znacznie zmniejsza pracochłonność produkcji. Te akumulatory mogą ładować się 50 razy szybciej niż akumulatory litowo-jonowe i rozładowywać wolniej niż stosowane obecnie superkondensatory. Ponadto są niezawodne, podczas eksperymentów działały nawet po 10 tysiącach zgięć.
Akumulatory sodowo-jonowe
Grupa francuskich naukowców i firm RS2E opracowała baterie sodowo-jonowe do laptopów, które wykorzystują zwykłą sól. Zasada działania i proces produkcji są utrzymywane w tajemnicy. Pojemność 6,5-centymetrowego akumulatora wynosi 90 Wh / kg, co jest porównywalne z masowymi akumulatorami litowo-jonowymi, ale może wytrzymać nie więcej niż 2 tysiące cykli ładowania.
Baterie piankowe
Kolejnym trendem w rozwoju technologii magazynowania energii jest tworzenie struktur trójwymiarowych. W szczególności firma Prieto stworzyła baterię opartą na podłożu z pianki metalowej (miedzi). Nie ma łatwopalnego elektrolitu, taka bateria ma długi zasób, ładuje się szybciej, jej gęstość jest pięciokrotnie wyższa, a także jest tańsza i mniejsza niż nowoczesne baterie. Prieto ma nadzieję najpierw wdrożyć swój rozwój w elektronice do noszenia, ale twierdzi, że technologia ta może być szerzej rozpowszechniona: stosowana w smartfonach, a nawet w samochodach.
Szybko ładujące się „nano-żółtko” o dużej pojemności
Kolejny rozwój Massachusetts Institute of Technology - nanocząsteczki do akumulatorów: wydrążona skorupa wykonana z dwutlenku tytanu, wewnątrz której (podobnie jak żółtko w jajku) znajduje się wypełniacz z proszku aluminiowego, kwasu siarkowego i tlenosiarczanu tytanu. Wymiary wypełniacza mogą się zmieniać niezależnie od powłoki. Zastosowanie takich cząstek pozwoliło trzykrotnie zwiększyć pojemność nowoczesnych akumulatorów, a czas pełnego naładowania skrócił się do sześciu minut. Spadło również tempo degradacji baterii. Wiśnia na torcie - niski koszt produkcji i łatwość skalowania.
Bardzo szybko ładująca się bateria aluminiowo-jonowa
Stanford opracował akumulator aluminiowo-jonowy, który w pełni ładuje się w ciągu około jednej minuty. Co więcej, sama bateria ma pewną elastyczność. Głównym problemem jest to, że pojemność właściwa jest o połowę mniejsza niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Chociaż, biorąc pod uwagę prędkość ładowania, nie jest to tak krytyczne.
Akumulator Alfa - dwa tygodnie na wodzie
Jeśli Fuji Pigment zdoła udoskonalić swoją baterię Alfa, to będziemy świadkami pojawienia się nośników energii, których pojemność jest 40 razy większa niż litowo-jonowa. Co więcej, akumulator można ładować dodawanie wody, zwykły lub solony. Według twórców Alfa będzie mogła pracować nawet dwa tygodnie na jednym ładowaniu. Być może pierwsze takie akumulatory pojawią się w pojazdach elektrycznych. Wyobraź sobie stację benzynową, do której idziesz po wodę.Baterie, które można złożyć jak papier
uBeam - szarżuj w powietrzu
uBeam to ciekawa koncepcja przesyłania energii do urządzenia mobilnego za pomocą ultradźwięków. Ładowarka emituje fale ultradźwiękowe, które są wychwytywane przez odbiornik na gadżecie i przetwarzane na prąd. Najwyraźniej wynalazek opiera się na efekcie piezoelektrycznym: odbiornik rezonuje pod wpływem ultradźwięków, a jego wibracje generują energię.
Naukowcy z Queen Mary University of London poszli podobną drogą. Stworzyli prototyp smartfona, który ładuje się po prostu z powodu zewnętrznych dźwięków, w tym głosów ludzi.
StoreDot
Ładowarka StoreDot została opracowana przez startup z Uniwersytetu w Tel Awiwie. Próbka laboratoryjna była w stanie naładować baterię Samsung Galaxy 4 w 30 sekund. Poinformowano, że urządzenie jest oparte na organicznych półprzewodnikach wykonanych z peptydów. Pod koniec 2017 roku do sprzedaży powinien trafić kieszonkowy akumulator, który w pięć minut naładuje smartfony.
Przezroczysty panel słoneczny
Alcatel opracował prototyp przezroczystego panelu słonecznego, który można umieścić na górze ekranu, dzięki czemu telefon można ładować, po prostu umieszczając go na słońcu. Oczywiście koncepcja nie jest idealna pod względem kątów widzenia i mocy ładowania. Ale pomysł jest piękny.
Rok później, w 2014 roku, Tag Heuer ogłosił nową wersję swojego telefonu pokazowego Tag Heuer Meridiist Infinite, który miał mieć przezroczysty panel słoneczny między zewnętrzną szybą a samym wyświetlaczem. To prawda, że \u200b\u200bnie jest jasne, czy doszło do produkcji.
Tagi: Dodaj tagi