Spray lak pretvori keramične ploščice v baterijo. Fotografiranje z univerze Rice
Do pred tednom dni je bil moj odnos z baterijami čisto prozaičen. Seveda, polnil sem baterije za mobilni telefon in prenosni računalnik vsak večer, vendar brez večjih razmišljanj kot umivanje zob ali preskok mimo monolog Jaya Lenoa.
Potem je prišel Derecho iz leta 2012 in tudi jaz sem, tako kot milijoni drugih Američanov, izgubljala moč za dneve, ki so bili videti kot tedni. In tako kot mnogi drugi sem podlegel sokovi histeriji, obsedenosti z zahtevki o poslovanju na javnih mestih - Starbucksu, knjižnicah, živilskih trgovinah v nakupovalnih središčih -, da bi lahko naše naprave zaživele.
Danes imam spet moč. Prav tako imam veliko globlje spoštovanje za vse elektrokemične stvari. Ker je življenjska doba akumulatorja v svetu, ki ga zdaj živimo, zelo velika, pa naj bo to, da bomo vsakodnevno povezani, ali ključ do prihodnosti električnih vozil in obnovljivih virov energije.
Kot se je izkazalo, je bil prejšnji teden pomemben za baterije. Dan pred nevihto, ki je pokosila Washington, je bila v reviji Nature Scientific Reports objavljena študija, ki je pokazala, da je bila delovna baterija ustvarjena z barvanjem površine s pršenjem. Tako je, moč iz barve.
Težko verjeti? Takole je to naredila ekipa znanstvenikov z univerze Rice v Teksasu. V tekočine so pretvorili pet komponent litij-ionske baterije - zbiralnik pozitivnega toka, zbiralnik negativnega toka, katodo, anodo in separator - in jih nato v zelo tankih plasteh razpršili po različnih površinah. Barvali so kopalniške ploščice. Barvali so steklo in nerjavno jeklo. Slikali so prožen film. Narisali so keramično vrč piva. Vsi so lahko nosili naboj.
Kopalniške ploščice so celo povezali s sončno celico. Uspeli so obdržati LED zaslon - napisal je RICE - žareče šest ur.
Še vedno smo daleč od tega, da boste svoj pametni telefon lahko napolnili z vrčkom piva, vendar bi to lahko spremenilo igre v smislu odpiranja vseh vrst novih načinov shranjevanja energije. In to bi lahko koristilo sončni energiji kot viru energije v naših domovih.
Kot je povedal Neelam Singh, so raziskovalci Ricea zapisali: "Lahko bi svoj dom spremenil v baterijo."
Edison vrnitev?
Tudi prejšnji teden so raziskovalci na Stanfordu sporočili, da so dali novo življenje bateriji iz nikljevega železa, za katero je Thomas Edison nekoč upal, da bo poganjala avtomobile. Pred približno 100 leti je bil Edison velik vernik električnih avtomobilov. Toda takrat baterij mu ni bilo kos, zato je izgubil prijatelja Henryja Forda in njegov bencinski motor.
Težava z baterijami iz nikljevega železa je bila, da so se počasi polnili in praznili. Toda skupina Stanford je z uporabo nanotehnologije in ne zgolj mešanjem niklja in železa zmogla delovanje baterije 1000 krat hitreje kot stara različica. Za polnjenje majhne prototipne baterije je bilo potrebnih le dve minuti.
Nikeljeve železne baterije niso dovolj močne, da bi lahko poganjale današnje električne avtomobile, toda če bi jih kombinirali z litij-ionskim modelom, ki ga zdaj uporabljamo, bi lahko močno zmanjšali čas, potreben za polnjenje električnega vozila, kar zdaj traja več ur. Ta nastavitev lahko tudi omogoči vozilu, da dejansko zajame energijo, ustvarjeno pri zaviranju. In hitra stopnja praznjenja bi avtomobilu olajšala pospeševanje.
Hkrati je IBM med številnimi podjetji, ki se spopadajo z grozo zaskrbljenosti - strah, da bo vašemu električnemu avtomobilu zmanjkalo soka sredi nikjer. Tipičen domet je zdaj 100 milj na polnjenje. Toda IBM želi to povečati na 500 milj z izpopolnjevanjem, kar je znano kot litijeva baterija.
Namesto da bi v baterijo vgradili kisik, bi litijevi zračni modeli ustvarjali moč s sprejemom kisika iz zunanjega zraka. Zaradi tega bi bili bistveno manjši in lažji od litij-ionskih baterij, ki jih zdaj uporabljamo.
IBM je koncept dobil za delo v laboratoriju. Toda čas za preverjanje resničnosti. Verjetno bo minilo vsaj še 10 let, preden bo lahko deloval v avtomobilu.
Kdo ve, do takrat boste morda avtomobil lahko napolnili z nabiranim pršilcem, ki bo nedvomno potreboval nov razlog za to.
Polnjenje
Tu so novejše novice o baterijah:
- Rezanje vrvice: Vprašati je treba le čas, ko lastnikom električnih vozil ne bo treba priključiti svojih avtomobilov, da bi jih lahko napolnili. Namesto tega bodo to lahko izvajali brezžično s parkiranjem čez preproge, ki to opravijo.
- Povejte v banki: Ogromna banka baterij, nameščena v bližini tirov, je začela prihraniti v podzemnem sistemu Philadelphije veliko denarja. Zajema energijo, ki nastane, ko se vlaki upočasnijo na postaji, in jo postavi nazaj na progo, da jim pomaga pospešiti.
- Nosim telo električno: Dva inženirja univerze v Južni Karolini sta lahko majico, kupljeno v trgovini, spremenili v tkanino, v katero je bilo mogoče shraniti električni naboj.
- Počasna vožnja do svobode: Zaporniki v zaporu v Braziliji lahko svoje kazni znižajo na dan za vsakih 16 ur vožnje s stacionarnim kolesom, ki polni baterije. Njihova moč pedaliranja ulične luči v bližnjem mestu.
- Dajanje novega pomena pojmu "gumb za nos": Zdaj pa tudi negativna stran akumulatorja: Glede na raziskavo, objavljeno v reviji Pediatrics, je število otrok, ki po zaužitju teh baterijskih baterij odidejo na urgenco - ali jih zatakne v svoje nos ali ušesa - se je v zadnjih 20 letih podvojilo.
Video bonus Pred vami je malo eksplozije iz preteklosti, ko se je televizijska reklama lotila izziva, kako poskušati baterijo narediti smešno.
Več s Smithsonian.com:
Bodo visoke cene plina Jolt Electric Cars?
