„fiecare tehnologie s-a îmbunătățit de-a lungul anilor, cu excepția bateriilor! De ce nu poate cineva să inventeze o baterie mai bună?”Omule, dacă aș avea un bănuț pentru fiecare dată când am auzit pe cineva spunând asta—Ei bine, aș avea aproximativ 17,50 USD.
de fapt, ventilatorul mediu gadget lipsește trei puncte uriașe despre baterii. (În februarie, PBS a difuzat o NOVA specială numită” căutați Super bateria”, din care am fost gazda. După un an de vizite la laboratoare și intervievarea oamenilor de știință, pot recunoaște că bateriile sunt în mintea mea în aceste zile.)
primul punct: bateriile la care probabil vă gândiți cel mai mult sunt cele din telefon sau laptop. Dar s—ar putea argumenta—și mulți oameni de știință fac-că bateriile sunt cheile pentru a aborda probleme mult, mult mai mari, cum ar fi energia, transportul și schimbările climatice.
de exemplu, astăzi mașinile electrice reprezintă doar aproximativ 1% din vânzările de mașini noi din SUA. Unul dintre motive este că costă mai mult decât mașinile alimentate cu gaz. Un altul este anxietatea de gamă—teama consumatorilor că vor rămâne fără taxă departe de casă. Bateriile mai ieftine, cu capacitate mai mare, aflate acum în curs de dezvoltare, vizează rezolvarea ambelor probleme.
apoi există grila. Electricitatea nu este ca apa, așteptând în conductă până când porniți robinetul. Când porniți o lampă, acea putere trebuie generată chiar acum, în timp real. Drept urmare, utilitățile electrice își petrec zilele făcând față schimbărilor gigantice ale cererii de energie. Nu există aproape nici o cerere pe timp de noapte, atunci când toată lumea doarme, și apoi piroane extraordinare la 5 p.m., atunci când oamenii ajung acasă de la locul de muncă. Utilitățile mențin de fapt centrale electrice de rezervă scumpe, ineficiente, utilizate sporadic („centrale de vârf”) doar pentru a face față supratensiunilor cererii, așa cum apar în timpul valurilor de căldură.
bateriile conectate la rețea ar putea chiar să elimine aceste leagăne absurde. Poate chiar mai important, bateriile de rețea ar putea capta energia solară în timp ce soarele strălucește—și energia eoliană atunci când suflă—pentru a fi utilizate atunci când avem cu adevărat nevoie de ea. Până acum nu am reușit să facem soarele și vântul să respecte programele noastre de viață.
al doilea punct pe care oamenii îl ratează: plângerile noastre tind să fie legate de capacitatea bateriilor noastre: cât timp gadgeturile noastre rulează între taxe. Dar, de fapt, capacitatea (densitatea energetică) este doar un element din lista de dorințe a industriei. De asemenea, dorim ca bateriile să fie ieftine, ecologice după ce sunt epuizate, să aibă o durată lungă de viață (adică să poată fi reîncărcate de mii de ori), compacte, ușoare (în special pentru mașinile electrice) și sigure. Un telefon care explodează vă poate strica întreaga zi, așa cum ar putea atesta Samsung.
în general, nu puteți avea totul într-o singură baterie. Apoi, din nou, nu aveți întotdeauna nevoie de toate. Bateriile de rețea, de exemplu, nu trebuie să fie portabile sau compacte. Deci, ușa este deschisă pentru zorii, să zicem, baterii de flux, în care substanțele chimice, stocate în rezervoare uriașe, curg una peste alta în interiorul unei camere de reacție. Sau baterii cu volant, în care discurile din material precum oțelul și cântărind mii de kilograme se rotesc de mii de ori pe minut într-o cameră fără frecare (suspendată de un magnet în vid) noaptea, când energia pentru a le menține învârtindu-se este mai ieftină, astfel încât inginerii să poată recupera energia cinetică ca putere în timpul zilei.
al treilea punct important: bateriile s-au îmbunătățit de-a lungul deceniilor. Motivul pentru care nu observăm este că dispozitivele noastre au devenit mai rapide, mai puternice și mai înfometate de putere în același timp. Heck, dacă ai putea pune o baterie iPhone modernă într-un telefon din 1995, probabil că ar merge un an cu o singură încărcare.
alte lucruri mari sunt pe drum. Omul de știință al materialelor Mike Zimmerman a reușit să înlocuiască electrolitul lichid foarte inflamabil (prin care înoată ionii atunci când încărcați sau descărcați bateria) cu o singură bucată de film special din plastic. Presto: o baterie incapabilă să se aprindă sau să explodeze. Și pentru că este unblowuppable, Zimmerman poate folosi litiu metal în loc de chimie litiu-ion, care are o densitate de energie mult mai mare, dar este considerat prea periculos pentru a fi utilizat cu bateriile lichide-electrolit de astăzi. Presto: viață mai lungă.
deci, dacă doriți să vă plângeți de bateriile dvs., scoateți-l acum. Nu va dura mult până vor avea o reputație mult mai bună.