» Hver teknologi har forbedret seg gjennom årene unntatt batterier! Hvorfor kan ikke noen finne et bedre batteri?»Mann, hvis jeg hadde en nikkel for hver gang jeg har hørt noen si det-vel, jeg ville ha omtrent $ 17,50 .
faktisk mangler den gjennomsnittlige gadgetviften tre store poeng om batterier. (I februar sendte PBS EN NOVA-spesiell kalt «Søk Etter Superbatteriet», som jeg var vert for. Etter et år med å besøke laboratorier og intervjue forskere, kan jeg innrømme at batterier er i tankene mine i disse dager.)
første punkt: batteriene du sannsynligvis tenker mest på, er de i telefonen eller den bærbare datamaskinen. Men du kan argumentere—og mange forskere gjør—at batterier er nøklene til å takle mye, mye større problemer, som energi, transport og klimaendringer.
for eksempel representerer elbiler i DAG bare om lag 1 prosent AV USAS nybilsalg. En grunn er at de koster mer enn gassdrevne biler. En annen er rekkeviddeangst—forbrukernes frykt for at de vil gå tom for kostnad langt hjemmefra. De billigere, høyere kapasitetsbatteriene som nå er under utvikling, tar sikte på å løse begge disse problemene.
Så er det rutenettet. Elektrisitet er ikke som vann, venter i røret til du slår på kranen. Når du slår på en lampe, må den kraften genereres akkurat nå, i sanntid. Som et resultat bruker elektriske verktøy sine dager til å takle enorme svingninger i energibehovet. Det er nesten ingen etterspørsel om natten, når alle sover, og så enorme pigger på 5 PM, når folk kommer hjem fra jobb. Verktøy opprettholder faktisk dyre, ineffektive, sporadisk brukte reservekraftverk («peaker plants») bare for å håndtere etterspørselssvingninger, som oppstår under varmebølger.
Batterier koblet til nettet kan til og med ut de absurde svingene. Kanskje enda viktigere, gridbatterier kan fange solenergi mens solen skinner-og vindkraft når den blåser – til bruk når vi virkelig trenger det. Så langt har vi ikke vært i stand til å få sol og vind til å respektere våre livsstilsplaner.
det andre punktet folk savner: våre klager pleier å være om batteriets kapasitet: hvor lenge våre gadgets kjører mellom kostnader. Men faktisk er kapasitet (energitetthet) bare ett element på bransjens ønskeliste. Vi vil også at batterier skal være billige, miljøvennlige etter at de er brukt opp, lang levetid (det vil si at de kan lades opp tusenvis av ganger), kompakte, lette (spesielt for elektriske biler) og trygge. En eksploderende telefon kan ødelegge hele dagen, Som Samsung kunne attestere.
generelt kan du ikke ha alt i et enkelt batteri. Så igjen trenger du ikke alltid alt. Grid batterier, for eksempel, trenger ikke å være bærbar eller kompakt. Så døren er åpen for daggry av, si, flytbatterier, der kjemikalier, lagret i store tanker, strømmer forbi hverandre inne i et reaksjonskammer. Eller svinghjulbatterier, hvor disker laget av materiale som stål og veier tusenvis av pund, spinner tusenvis av ganger per minutt i et friksjonsfritt kammer (suspendert av en magnet i vakuum) om natten, når energien for å holde dem spinnende er billigere, slik at ingeniører kan gjenvinne den kinetiske energien som kraft i løpet av dagen.
Det tredje viktige punktet: Batteriene har blitt bedre gjennom flere tiår. Grunnen til at vi ikke legger merke til er at enhetene våre har blitt raskere, kraftigere og mer kraft-sultne samtidig. Heck, hvis du kunne sette et moderne iPhone-batteri inn i en 1995-telefon, ville det nok gå et år på en enkelt ladning.
Andre store ting er på vei. Materialforsker Mike Zimmerman har lyktes i å erstatte den svært brennbare væskeelektrolytten (gjennom hvilke ioner svømmer når du lader eller tømmer batteriet) med et enkelt stykke spesiell plastfilm. Presto: et batteri som ikke kan antennes eller eksplodere. Og Fordi Det er unblowuppable, Kan Zimmerman bruke litiummetall i stedet for litiumionkjemi, som har en mye høyere energitetthet, men anses for farlig å bruke med dagens flytende elektrolyttbatterier. Presto: lengre levetid.
så hvis du vil klage på batteriene dine, få det ut nå. Det tar ikke lang tid før de får et bedre rykte.