Ateities technologijos, kurios nenori virsti pasaulyje

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Mano požiūriu, tai yra įprasti parazitų gudrybės. Ir visa tai daroma tik dėl pelno (pelno)!

Dabartinei civilizacijai visa tai įvyko Teslos laikais. Bet tada parazitai aiškiai suprato, kad jei žmonės turės prieigą prie nemokamos energijos, jie baigsis.

Visi išradimai buvo paslėpti po audeklu, kur jie yra ir dabar.

Ir tai tęsis iki to momento, kai dabartinė „mokslo“raida nepalaidos tikroje aklavietėje. Ir arba parazitai pasiduos ir atvers skrynią su visų nužudytų mokslininkų išradimais (kas mažai tikėtina).

Arba parazitai vėl bandys surengti planetos masto katastrofą, kad visus sugrąžintų į akmens amžių ir pradėtų viską iš naujo – jiems tai idealus variantas.

Su kuo "valgysime"?

Paradoksalu, tačiau nepaisant milžiniško kelio, kurį elektronika nuėjo per pastaruosius 30 metų, visuose mobiliuosiuose įrenginiuose vis dar yra ličio jonų baterijos, kurios į rinką pateko dar 1991 m., kai įprastas CD grotuvas buvo inžinerijos viršūnė. galvojama apie nešiojamąsias technologijas.

Daugelį naudingų naujų pavyzdžių elektronikos ir įtaisų ypatybių išlygina trumpas šių prietaisų maitinimo iš mobiliojo akumuliatoriaus laikas. Mokslinis muilas ir išradėjai jau seniai būtų žengę į priekį, bet juos laiko akumuliatoriaus „inkaras“.

Pažiūrėkime, kokios technologijos gali pakeisti elektronikos pasaulį ateityje.

Pirma, šiek tiek istorijos

Dažniausiai ličio jonų (Li-ion) baterijos naudojamos mobiliuosiuose įrenginiuose (nešiojamuose kompiuteriuose, mobiliuosiuose telefonuose, delniniuose kompiuteriuose ir kt.). Taip yra dėl jų pranašumų prieš anksčiau plačiai naudotas nikelio-metalo hidrido (Ni-MH) ir nikelio-kadmio (Ni-Cd) baterijas.

Ličio jonų baterijos turi daug geresnius parametrus. Tačiau reikia turėti omenyje, kad Ni-Cd baterijos turi vieną svarbų pranašumą: galimybę užtikrinti dideles iškrovos sroves. Ši savybė nėra itin svarbi maitinant nešiojamuosius kompiuterius ar mobiliuosius telefonus (kur ličio jonų dalis siekia 80 proc. ir jų dalis vis daugiau), tačiau yra nemažai įrenginių, naudojančių dideles sroves, pavyzdžiui, visų rūšių. elektrinių įrankių, elektrinių skustuvų ir kt. P. Iki šiol šie įrenginiai buvo beveik vien tik Ni-Cd baterijų sfera. Tačiau šiuo metu, ypač dėl kadmio naudojimo apribojimo pagal Pavojingų medžiagų naudojimo apribojimo direktyvą, suaktyvėjo baterijų be kadmio ir didelės iškrovos srovės kūrimo tyrimai.

Pirminiai elementai („baterijos“) su ličio anodu atsirado XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio pradžioje ir greitai buvo pritaikyti dėl didelės specifinės energijos ir kitų privalumų. Taip buvo įgyvendintas seniai kilęs noras sukurti cheminį srovės šaltinį su aktyviausiu reduktoriumi – šarminiu metalu, kuris leido smarkiai padidinti tiek akumuliatoriaus darbinę įtampą, tiek jo specifinę energiją. Jei pirminių elementų su ličio anodu kūrimą vainikavo gana greita sėkmė ir tokie elementai tvirtai užėmė vietą kaip nešiojamos įrangos maitinimo šaltiniai, tai kuriant ličio baterijas iškilo esminių sunkumų, kuriems įveikti prireikė daugiau nei 20 metų.

Po daugybės bandymų devintajame dešimtmetyje paaiškėjo, kad ličio baterijų problema yra susukta aplink ličio elektrodus. Tiksliau, apie ličio aktyvumą: eksploatacijos metu vykę procesai galiausiai sukėlė audringą reakciją, vadinamą „ventiliacija skleidžiant liepsną“. 1991 metais į gamyklas buvo atšaukta daug ličio įkraunamų baterijų, kurios pirmą kartą buvo panaudotos kaip mobiliųjų telefonų maitinimo šaltinis. Priežastis ta, kad pokalbio metu, kai srovės suvartojimas yra maksimalus, iš baterijos skleidėsi liepsna, apdegusi mobiliojo telefono naudotojo veidą.

Dėl metaliniam ličiui būdingo nestabilumo, ypač įkrovimo metu, tyrimai persikėlė į baterijos kūrimo sritį nenaudojant Li, o naudojant jo jonus. Nors ličio jonų baterijos suteikia šiek tiek mažesnį energijos tankį nei ličio baterijos, ličio jonų akumuliatoriai yra saugūs, kai yra tinkamos įkrovimo ir iškrovimo sąlygos. Tačiau jie neapsaugotas nuo sprogimų.

Šia kryptimi irgi, kol viskas stengiasi vystytis ir nestovėti vietoje. Pavyzdžiui, mokslininkai iš Nanyang technologijos universiteto (Singapūras) sukūrė naujo tipo ličio jonų baterija, pasižyminti rekordiniu našumu … Pirma, jis įkraunamas per 2 minutes iki 70% didžiausios talpos. Antra, baterija veikia beveik be gedimų daugiau nei 20 metų.

Ko galime tikėtis toliau?

Natrio

Daugelio tyrinėtojų nuomone, būtent šis šarminis metalas turėtų pakeisti brangų ir retą litį, kuris, be to, yra chemiškai aktyvus ir pavojingas ugniai. Natrio baterijų veikimo principas panašus į ličio – įkrovimui perduoti naudojami metalo jonai.

Daugelį metų įvairių laboratorijų ir institutų mokslininkai kovojo su natrio technologijos trūkumais, tokiais kaip lėtas įkrovimas ir mažos srovės. Kai kuriems iš jų pavyko išspręsti problemą. Pavyzdžiui, priešgamybiniai „poadBit“baterijų pavyzdžiai įkraunami per penkias minutes ir jų talpa yra nuo pusantro iki dviejų kartų didesnė. Gavusi keletą apdovanojimų Europoje, pavyzdžiui, Inovacijų radaro prizą, Eureka Innovest apdovanojimą ir keletą kitų, įmonė perėjo prie sertifikavimo, gamyklų statybos ir patentų gavimo.

Grafenas

Grafenas yra plokščia vieno atomo storio anglies atomų kristalinė gardelė. Dėl didžiulio paviršiaus ploto kompaktiškame tūryje, galinčio laikyti krūvį, grafenas yra idealus sprendimas kuriant kompaktiškus superkondensatorius.

Jau yra eksperimentinių modelių, kurių talpa iki 10 000 Faradų! Tokį superkondensatorių sukūrė Sunvault Energy kartu su Edison Power. Kūrėjai teigia, kad ateityje pristatys modelį, kurio energijos užteks visam namui.

Tokie superkondensatoriai turi daug privalumų: galimybę įkrauti beveik akimirksniu, ekologiškumą, saugumą, kompaktiškumą ir mažą kainą. Dėl naujos grafeno gamybos technologijos, panašios į spausdinimą 3D spausdintuvu, „Sunvault“baterijų kaina yra beveik dešimt kartų mažesnė nei ličio jonų technologijos. Tačiau pramoninei gamybai dar toli.

„Sanvault“taip pat turi konkurentų. Grupė mokslininkų iš Svinburno universiteto (Australija) taip pat pristatė grafeno superkondensatorių, kurio talpa prilygsta ličio jonų akumuliatoriams. Jį galima įkrauti per kelias sekundes. Be to, jis yra lankstus, todėl jį bus galima naudoti įvairių formų įrenginiuose ir net prie išmaniųjų drabužių.

Atominės baterijos

Branduolinės baterijos vis dar labai brangios. Prieš porą metų buvo Čia yra informacija apie branduolinę bateriją. Artimiausiu metu jie negalės konkuruoti su pažįstamomis ličio jonų baterijomis, tačiau negalima jų nepaminėti, nes 50 metų nepertraukiamai energiją gaminantys šaltiniai yra daug įdomesni už įkraunamus akumuliatorius.

Jų veikimo principas tam tikra prasme panašus į saulės elementų veikimą, tik vietoj saulės energijos šaltinis juose yra izotopai su beta spinduliuote, kurią vėliau sugeria puslaidininkiniai elementai.

Skirtingai nuo gama spinduliuotės, beta spinduliuotė yra praktiškai nekenksminga. Tai įkrautų dalelių srautas ir yra lengvai apsaugotas plonais specialių medžiagų sluoksniais. Taip pat aktyviai jį sugeria oras.

Šiandien tokių baterijų kūrimas vykdomas daugelyje institutų. Rusijoje NUST MISIS, MIPT ir NPO Luch paskelbė apie savo bendrą darbą šia kryptimi. Anksčiau panašų projektą pradėjo Tomsko politechnikos universitetas. Abiejuose projektuose pagrindinė medžiaga yra nikelis-63, gautas nikelio-62 izotopą apšvitinant neutronais branduoliniame reaktoriuje, toliau radiochemiškai apdorojant ir atskiriant dujų centrifugose. Pirmasis akumuliatoriaus prototipas turėtų būti paruoštas 2017 m.

Tačiau tokie beta įtampos maitinimo šaltiniai yra mažos galios ir itin brangūs. Rusijos plėtros atveju miniatiūrinio maitinimo šaltinio kaina gali siekti iki 4,5 milijono rublių.

Nickel-63 taip pat turi konkurentų. Pavyzdžiui, Misūrio universitetas ilgą laiką eksperimentuoja su stronciu-90, o miniatiūrinių beta-voltinių baterijų, pagamintų tričio pagrindu, galima rasti prekyboje. Už tūkstančio dolerių kainą jie gali maitinti įvairius širdies stimuliatorius, jutiklius arba kompensuoti ličio jonų akumuliatorių savaiminį išsikrovimą.

Ekspertai kol kas ramūs

Nepaisant požiūrio į masinę pirmųjų natrio baterijų gamybą ir aktyvaus darbo su grafeno maitinimo šaltiniais, pramonės ekspertai artimiausiems metams neprognozuoja jokių revoliucijų.

„Rusnano“sparnu veikianti ir ličio jonų baterijas Rusijoje gaminanti bendrovė „Liteko“mano, kad kol kas priežasčių lėtėti rinkos augimas nėra. "Pastovus ličio jonų baterijų paklausa visų pirma yra dėl didelės specifinės energijos (sukauptos masės arba tūrio vienete). Pagal šį parametrą jie šiuo metu neturi konkurentų tarp serijiniu būdu gaminamų pakartotinai įkraunamų cheminių energijos šaltinių", - sakė jis. pastabas įmonėje.

Tačiau jei tos pačios natrio poadBit baterijos pasisektų komerciškai, rinka gali būti suformatuota per keletą metų. Nebent savininkai ir akcininkai nori užsidirbti papildomų pinigų iš naujos technologijos.