” Every technology has improved over the years except batteries! Dlaczego ktoś nie może wymyślić lepszej baterii?”Stary, gdybym dostawał pięciocentówkę za każdym razem, gdy ktoś tak mówi-Cóż, miałbym około $17.50.
w rzeczywistości jednak przeciętnemu fanowi gadżetów brakuje trzech ogromnych punktów na temat baterii. (W lutym PBS wyemitował specjalny program NOVA o nazwie „Search for the Super Battery”, którego byłem gospodarzem. Po roku wizyt w laboratoriach i wywiadów z naukowcami mogę przyznać, że baterie są w moich myślach w dzisiejszych czasach.)
pierwszy punkt: baterie, o których prawdopodobnie myślisz, to te w telefonie lub laptopie. Ale można argumentować-i wielu naukowców tak uważa-że baterie są kluczem do rozwiązania o wiele większych problemów, takich jak energia, transport i zmiany klimatu.
na przykład dzisiaj samochody elektryczne stanowią tylko około 1 procent sprzedaży nowych samochodów w USA. Jednym z powodów jest to, że kosztują więcej niż samochody napędzane gazem. Innym jest lęk range-obawy konsumentów, że zabraknie im opłat daleko od domu. Opracowywane obecnie tańsze akumulatory o większej pojemności mają na celu rozwiązanie obu tych problemów.
potem jest siatka. Elektryczność nie jest jak woda, czekając w rurze, aż włączysz kran. Kiedy włączysz lampę, ta moc musi być generowana teraz, w czasie rzeczywistym. W rezultacie przedsiębiorstwa energetyczne spędzają całe dnie na radzeniu sobie z gigantycznymi wahaniami zapotrzebowania na energię. Prawie nie ma popytu w nocy, kiedy wszyscy śpią, a potem ogromne skoki o 17: 00, kiedy ludzie wracają do domu z pracy. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej faktycznie utrzymują drogie, nieefektywne, sporadycznie używane elektrownie rezerwowe („peaker plants”), aby poradzić sobie z gwałtownymi wzrostami popytu, które występują podczas fal upałów.
baterie podłączone do sieci mogłyby wyrównać te absurdalne huśtawki. Może nawet ważniejsze jest to, że baterie sieciowe mogą przechwytywać energię słoneczną, gdy świeci słońce-i energię wiatru, gdy wieje—do użytku, gdy naprawdę tego potrzebujemy. Do tej pory nie byliśmy w stanie sprawić, by słońce i wiatr szanowały nasz styl życia.
drugi punkt, za którym ludzie tęsknią: nasze skargi dotyczą zwykle pojemności naszych baterii: jak długo nasze gadżety działają między ładunkami. Ale w rzeczywistości pojemność (gęstość energii)to tylko jedna pozycja na liście życzeń branży. Chcemy również, aby baterie były tanie, przyjazne dla środowiska po ich zużyciu, długowieczne (to znaczy mogły być ładowane tysiące razy), kompaktowe, lekkie (szczególnie w przypadku samochodów elektrycznych) i bezpieczne. Eksplodujący telefon może zrujnować ci cały dzień, o czym może świadczyć Samsung.
ogólnie rzecz biorąc, nie można mieć wszystkiego w jednej baterii. Z drugiej strony, nie zawsze potrzebujesz wszystkiego. Na przykład baterie sieciowe nie muszą być przenośne ani kompaktowe. Więc drzwi są otwarte na świt, powiedzmy, baterii przepływowych, w których chemikalia, przechowywane w ogromnych zbiornikach, przepływają obok siebie w komorze reakcyjnej. Lub baterie koła zamachowego, w których dyski wykonane z materiału takiego jak stal i ważące tysiące funtów wirują tysiące razy na minutę w komorze pozbawionej tarcia (zawieszonej przez magnes w próżni) w nocy, gdy energia do ich wirowania jest tańsza, aby inżynierowie mogli odzyskać energię kinetyczną jako moc w ciągu dnia.
trzeci ważny punkt: baterie były coraz lepsze przez dziesięciolecia. Powodem, dla którego nie zauważamy, jest to, że nasze urządzenia stają się szybsze, mocniejsze i bardziej energochłonne w tym samym czasie. Kurczę, gdybyś mógł włożyć nowoczesną baterię iPhone ’ a do telefonu z 1995 roku, prawdopodobnie poszłoby to rok na jednym ładowaniu.
inne wielkie rzeczy są w drodze. Materiałoznawca Mike Zimmerman zdołał zastąpić wysoce łatwopalny ciekły elektrolit (przez który przepływają jony podczas ładowania lub rozładowania akumulatora) jednym kawałkiem specjalnej folii z tworzywa sztucznego. Presto: bateria niezdolna do zapłonu lub wybuchu. A ponieważ jest niezabezpieczony, Zimmerman może używać lit-metalu zamiast chemii litowo-jonowej, która ma znacznie większą gęstość energii, ale jest uważana za zbyt niebezpieczną do użycia z dzisiejszymi bateriami z ciekłym elektrolitem. Presto: dłuższa żywotność.
więc jeśli chcesz narzekać na baterie, wyjmij je teraz. Niedługo będą mieli lepszą reputację.