10 најбољих технологија батерија за пуњење и складиштење будуће енергије

Све дигитални уређаји, као што су плејери, паметни телефони, диктафони и други носиви уређаји, као и електрични аутомобили, постају све софистициранији у својим могућностима. Ограничења се углавном намећу ограниченом количином енергије која се чува у батеријама.

На пример, паметни телефон функционише након следећег пуњења, највише 2 дана. Сад ако батерије побољшајте, учините их спремнијим, а рад са једним пуњењем могао би се продужити више пута.

Међутим, паметни телефони се, нажалост, развијају у последњих 10 година много брже од побољшања технологије батерија. Али постоји нада за побољшање, јер наука не мирује, а последњих година научници су почели да нуде веома занимљива нова решења. Они се могу назвати батеријском технологијом будућности. Да обратимо пажњу на неке од њих.

1. Напуните електрични аутомобил за 5 минута, а телефон за 30 секунди

2022. израелска компанија СтореДот планира да почне са производњом батерија за електричне аутомобиле и уређаје засноване на револуционарној технологији литијумских батерија. Ова технологија ће омогућити електричним возилима да обнове домет од 500 километара у само 5 минута!

Желе заменити графит, који се обично користи у литијумским батеријама, посебном мешавином металоида, укључујући силицијум и неке патентиране материјале, који су тек недавно синтетизовани у лабораторији компаније. Процес формирања смеше је мање токсичан, а количина кобалта у батеријама биће преполовљена. Успут, и батерије ће бити сигурније.

Чак и назив компаније СтореДот садржи наговештај ситних молекула биоорганских пептида познатих као нанодоти, који повећавају густину складиштења напуњености и пружају батерије засноване на новој технологији са брзом апсорпцијом и складиштењем енергије.

У међувремену, научници још увек нису превазишли неке техничке потешкоће повезане са потребом да се током пуњења прође веома велика струја. За то је потребан напреднији систем за хлађење каблова и конектора како у систему аутомобила тако и директно на станици за пуњење.

Физичар Виктор Кривченко о обећавајућим типовима батерија, основним проблемима у производњи литијум-сумпорних извора енергије и предностима пост-литијум-јонских батерија:

2. Како напунити телефон од околне буке

Британски научници развили су телефон који може да прима набој једноставно од буке која непрестано стоји. Технологија је заснована на пиезоелектричном ефекту. Сами пиезоелектрични наногенератори у одређеном смислу су дуго стварали буку.

Сада су већ створени специјализовани генератори који раде на позадинској буци и стварају електричну струју из ње за пуњење малих батерија. У ствари, телефон се пуни од буке која је у сваком тренутку једноставно долазила на живце људима, а сада може донети опипљиве користи.

Истраживачи су створили специјалну смешу у коју је додат цинков оксид, и једноставно су премазали површину уређаја овом мешавином. Тако се испоставила да је површина у потпуности прекривена пиезоелектричним нанородима површина уређаја који ствара енергију. Ови нанороди су веома осетљиви на звучне таласе и савијају се од чак врло слабог звучног притиска.

Наногенератори трансформишу ове осцилације у електричну струју, чија је енергија довољна да напуни батерију.Поред претварања звучних таласа буке, наногенератори раде и из гласа који звучи током разговора, тако да само разговором преко телефона корисник већ делимично враћа напуњеност своје батерије.

3. Повећајте капацитет батерије чистим силицијумом извађеним из песка

На Универзитету Риверсиде, тим истраживача, у потрази за алтернативним приступом литијум-јонским батеријама, одлучио је заменити традиционални графит обичним песком. У почетку су научници уочили проблем брзе разградње нано-нанизованог силицијума, који је такође тешко добити у индустријским количинама. Након тога, научници су одлучили да покушају користећи уобичајени расположиви песак.

Пијесак се лако чисти и лако се наноси у облику праха. Пречишћени песак је навлажен са соли и магнезијумом, а затим загреван да се уклони кисеоник. Тако смо добили чисти силицијум порозне структуре, што нам је омогућило да повећамо капацитет елемента за фактор три, као и да повећамо ефикасност његове употребе и продужимо радни век! Производња је јефтина и еколошка.

Батерије за памук, зрна кафе и бомбу:Карбонске батерије замењују литијумске

4. Напуните свој паметни телефон у покрету

Чак се и најобичнија одећа може користити као генератор електричне енергије, мало је модификујући то, кажу истраживачи са Универзитета Сурреи у Манор Парку (Енглеска). Они предлажу употребу такозваних трибоелектричних наногенератора који могу претварати енергију површинског кретања одеће у електрични набој. На овај начин произведена електрична енергија може се акумулирати, а затим пренети у обичну литијумску батерију или директно напајати преносним уређајем (плејером, телефоном итд.).

У основи, технологија трибоелектричних наногенератора нема практичних ограничења, може се применити чак и у зидовима кућа, на асфалтним плочама, у крошњама дрвећа и гранама, у аутомобилским гумама итд. - где год постоји вибрација или трење. Такав систем би омогућио употребу енергије при кретању било чега - пуњење батерија ноћних светала, направа, сегваи-а и слично. Више о овоме:Наногенератори за пуњење преносних уређаја

5. Пренесите енергију на батерију у облику ултразвука

Идеја преноса електричне енергије „кроз ваздух“ није нова. Али зашто не бисте покушали користити ултразвук у ту сврху? Астробиолог Мередитх Перри предлаже да се интегришу ултразвучни предајници у елементе унутрашњости. Људи и животиње не чују ултразвук одређеног опсега, па се звучни таласи могу прилично сигурно послати директно на гадгет, пружајући тако бежично пуњење.

Плоча дебљине 5,5 мм служи као предајник у таквом систему, који се аутоматски укључује само ако је пуњиви уређај у зони свог рада. Ултразвучни енергетски талас је усмерен у облику фокусираног снопа и прима га равни пријемник монтиран на пуњивом уређају. За разлику од Ви-Фи-ја, уБеам систем на ултразвуку не може савладати зидове, али енергија се шаље веома концентрисано.

Бесконачне батерије

Проблем батерија било које врсте је ограничен број животних циклуса, то јест да се могу пунити и празнити безгранично много пута. Било би добро створити батерију која се никада не може заменити новом, већ једноставно напуните ако је потребно, и учините то онолико пута колико желите. На Калифорнијском универзитету Ирвин је створио готово овако идеалну батерију!

Истраживачи су развили батерију засновану на златним наножицама која може издржати до 200.000 циклуса наелектрисања без смањења капацитета.Ожичење хиљадама пута тањих од косе омогућава стварање огромних површина површине довољно високе проводљивости. Нановоде су пресвучене посебном шкољком направљеном од хелијум-електролита и мангановог диоксида, што је омогућило постизање крајње отпорности на деградацију. Ова одлука данас се сматра једном од најперспективнијих.

7. Грапхене отвара нове видике

Грабат је створио батерије засноване на посебном облику угљеника - графен. Данас су графенске батерије најбоље доступне на тржишту. Они омогућавају, на пример, возити електрични аутомобил 750 километара са једним пуњењем.

У основи, такве се батерије могу напунити за неколико минута и напунити 30 пута интензивније од претходних литијум-јонских. Већ се такве батерије уграђују у беспилотне летелице, осим тога, добијају на популарности у електричним возилима и као погоне за кућне електране.

8. Пенасте батерије обећавају да ће бити јефтине

Прието инжењери се ослањају на батерије чврстог стања које су створене штампањем и засноване на бакарној пени са електрополимеризованим сепаратором. Стога компанија планира створити најсигурније, најјефтиније, брзо пуњење и дуготрајне батерије, чија је густина напуњености 5 пута већа од модерних литијумских батерија.

9. Натријум - конкурент конкурент литијума

Натријум је један од најдоступнијих хемијских елемената на планети. Управо од натријума група научника из Јапана планира да произведе нову врсту батерија. Овде није потребан ретки литијум, а капацитет обећава да ће бити 7 пута већи од оног!

Од 80-их година 19. века натријум се активно проучава као основа енергената, а сада је користећи сол и модерне технологије технички могуће направити натријум-јонску батерију довољно јефтину. Међутим, очекује се да ће проћи још неколико година до почетка широке практичне примене.

10. Водоник за пуњење уређаја

Недавно су се у продаји појавили потпуно необични паметни пуњачи за мобилну опрему погоњену водоничним горивом. Овај производ се зове Упп. Водоник је сигуран за животну средину, а током пуњења настаје само водена пара. Једна водоничка ћелија довољна је за 5 пуних пуњења просечног паметног телефона. Тренутно, овај уређај није посебно потражен због велике цене, али идеја се многима чини врло занимљива и обећавајућа.

Ефикасност соларних панела

5 необичних соларних панела будућности

5 необичних дизајна ветрогенератора

Коришћење енергије гравитације - како је то могуће