elke technologie is in de loop der jaren verbeterd, behalve batterijen! Waarom kan niemand een betere batterij uitvinden?”Man, als ik een stuiver had voor elke keer dat ik iemand dat hoorde zeggen-Nou, dan had ik ongeveer $17,50.
in feite mist de gemiddelde gadgetventilator drie grote punten over batterijen. (In Februari, PBS uitgezonden een NOVA special genaamd “Search for the Super Battery,” waarvan ik de gastheer was. Na een jaar laboratoria te hebben bezocht en wetenschappers te hebben geïnterviewd, kan ik toegeven dat ik tegenwoordig aan batterijen denk.)
eerste punt: de batterijen waaraan u waarschijnlijk het meest denkt, zijn die in uw telefoon of laptop. Maar je zou kunnen stellen—en veel wetenschappers doen dat—dat batterijen de sleutels zijn om veel, veel grotere problemen aan te pakken, zoals energie, transport en klimaatverandering.Tegenwoordig vertegenwoordigen elektrische auto ’s bijvoorbeeld slechts ongeveer 1 procent van de verkoop van nieuwe auto’ s in de VS. Een reden is dat ze meer kosten dan op gas aangedreven auto ‘ s. Een ander is range angst-de angst van de consument dat ze zullen lopen van de lading ver van huis. De goedkopere batterijen met een hogere capaciteit die nu in ontwikkeling zijn, zijn bedoeld om beide problemen op te lossen.
dan is er het raster. Elektriciteit is niet zoals water, wachtend in de leiding tot je de kraan aanzet. Als je een lamp aanzet, moet die stroom nu worden opgewekt, in real time. Als gevolg daarvan, elektriciteitsbedrijven besteden hun dagen omgaan met gigantische schommelingen in de energievraag. Er is bijna geen Vraag ‘ s nachts, als iedereen slaapt, en dan enorme pieken om 17: 00, als mensen thuiskomen van het werk. Nutsbedrijven eigenlijk onderhouden dure, inefficiënte, sporadisch gebruikte back-up elektriciteitscentrales (“peaker planten”) alleen maar om te gaan met de vraagstoten, zoals zich voordoen tijdens hittegolven.
op het net aangesloten batterijen zouden deze absurde schommels kunnen compenseren. Misschien nog belangrijker, netbatterijen kunnen zonne-energie opnemen terwijl de zon schijnt – en windenergie wanneer het waait-voor gebruik wanneer we het echt nodig hebben. Tot nu toe zijn we niet in staat geweest om de zon en de wind te respecteren onze lifestyle schema ‘ s.
het tweede punt dat mensen missen: onze klachten hebben meestal betrekking op de capaciteit van onze batterijen: hoe lang onze gadgets lopen tussen de kosten. Maar in feite, capaciteit (energiedichtheid) is slechts een item op het verlanglijstje van de industrie. We willen ook dat batterijen goedkoop, milieuvriendelijk zijn nadat ze zijn opgebruikt, lang meegaan (dat wil zeggen dat ze duizenden keren kunnen worden opgeladen), compact, licht (vooral voor elektrische auto ‘ s) en veilig zijn. Een exploderende telefoon kan je hele dag ruïneren, zoals Samsung zou kunnen getuigen.
in het algemeen kunt u niet alles in een enkele batterij hebben. Maar je hebt niet altijd alles nodig. Rasterbatterijen hoeven bijvoorbeeld niet draagbaar of compact te zijn. Dus de deur staat open voor de dageraad van, Laten we zeggen, stroombatterijen, waarin chemicaliën, opgeslagen in enorme tanks, langs elkaar stromen in een reactiekamer. Of vliegwielbatterijen, waarbij schijven gemaakt van materiaal zoals staal en met een gewicht van duizenden kilo ’s duizenden keren per minuut draaien in een wrijvingsvrije kamer (opgehangen door een magneet in een vacuüm)’ s nachts, wanneer de energie om ze te laten draaien goedkoper is, zodat ingenieurs de kinetische energie overdag als kracht kunnen terugwinnen.
het derde belangrijke punt: de batterijen zijn in de loop der decennia beter geworden. De reden dat we niet merken is dat onze apparaten zijn steeds sneller, krachtiger en meer energie-hongerige op hetzelfde moment. Heck, als je een moderne iphone batterij in een 1995 telefoon zou kunnen zetten, zou het waarschijnlijk gaan een jaar op een enkele lading.
andere grote dingen zijn onderweg. Materiaalwetenschapper Mike Zimmerman is erin geslaagd om de licht ontvlambare vloeibare elektrolyt (waar ionen doorheen zwemmen wanneer u uw batterij oplaadt of ontlaadt) te vervangen door een enkel stuk speciale plastic folie. Presto: een batterij die niet kan ontsteken of exploderen. En omdat het niet kan worden geleverd, kan Zimmerman lithiummetaal gebruiken in plaats van lithium-ion chemie, die een veel hogere energiedichtheid heeft, maar te gevaarlijk wordt geacht om te gebruiken met de huidige vloeibaar-elektrolyt batterijen. Presto: langere levensduur.
dus als u wilt klagen over uw batterijen, haal het er nu uit. Het zal niet lang duren voordat ze een veel betere reputatie hebben.