Какве задатке решавају нове технологије
За стварање литијум-јонске технологије добила су три научника
Развој батерија за електрична возила, магацинтехнологија и свемирска индустрија се дешавају много брже. Технолошки пробој ће се десити и на масовном тржишту, али за то произвођачи мобилне опреме морају изабрати аутономију уређаја као кључни елемент додатне вредности. Међутим, чекање ће бити дуго. Међународна агенција за енергију процењује да ће литијумске батерије остати доминантна технологија у наредним деценијама. Очекује се да ће нови развоји ући на тржиште најкасније 2025. године. Али темељ за будуће промене се поставља сада, главни трендови су везани за технологију брзог пуњења, смањење димензија и продужавање трајања батерије.
Стартупи за брзо пуњење
Технологија брзог пуњења има три главнамомент: алгоритми наелектрисања, енергетски параметри и пресек проводника. Ако говоримо о мобилној технологији, онда њено пуњење не подразумева разне конекторе и каблове. Типе-Ц је постао индустријски стандард, због чега алгоритми пуњења попут Повер Деливери и Куицк Цхарге излазе у први план.
Њихов главни задатак је да осигурају пренос вишеколичина енергије кроз исту жицу, без прекорачења дозвољене јачине струје (до 3 А). Али уређај не би требало да се прегреје током пуњења, па се данас фокусирају не само на повећање напона пуњења, већ и на развој посебних алгоритама који постепено смањују снагу (док батерија обнавља ниво напуњености). Поред тога, технологија брзог пуњења постаје једна од тачака које осигуравају „везивање“ потрошача за екосистем одређеног произвођача.
Канадски стартуп ГБаттериес покушава да решизадатак брзог допуњавања наелектрисања помоћу вештачке интелигенције. Брзо пуњење се одвија захваљујући узастопним микро-импулсима струје која се непрестано мења. Постоје паметни алгоритми уграђени у станице за пуњење: они одређују када треба послати следећи импулс и одређују ниво напона како не би наштетили батеријама. Планирано је да се технологија комбинује са тренутном генерацијом литијум-јонских батерија. Планирано је да ће захваљујући идеји батерије електричних аутомобила моћи да напуне пуњење за 5-10 минута. Канађани развијају станице за пуњење и за другу опрему.
Технологија брзог пуњења нуди иИзраелски стартуп СтореДот. Уместо да модификују како ради пуњач, окренули су се хемији саме батерије. Уместо графита, у комбинацији са органским једињењима користе се калај, германијум и силицијум. Пуњење батерије коришћене у електричном скутеру допуњено је за само пет минута. Стручњаци развијају телефонску батерију која се може једнако брзо напунити. Међу инвеститорима стартапа су Мерцедес Даимлер и Самсунг. Међутим, опет је питање у цени - у почетку батерије дефинитивно неће бити јефтине.
Стартупи који обећавају супер танке батерије
Ако говоримо о литијумским батеријама, онда је задатакпроизводња батерије дебљине око 1 мм је сасвим изводљива. Али ако је потребно одржавати капацитет, физичка запремина активне супстанце у батерији мора остати непромењена. Резултат је танка, али врло широка батерија. Истовремено, показатељи енергетске ефикасности уређаја биће нижи од оних у стандардним "колегама".
Стога се траже ултра танке литијумске батеријесамо у одређеним областима инструментације. Што се тиче масовног тржишта, компактни уређаји су увек тражени. На пример, у линији спољних батерија савезне дистрибутивне мреже Енергон, модел Револтер 5000 је дебео само 5 мм, а такве димензије потрошачи већ доживљавају као супертанак формат.
Међу технологијама које ће уштедетикапацитет батерије док се смањује - стартупови из Јапана. На пример, 3Дом (стартуп који је започео 2014. године на Универзитету у Токију). До 2022. године планови укључују производњу литијум-металних батерија, које су истих димензија ефикасније од модерних литијум-јонских батерија.
Јапанска технологија се заснива на замени угљеникаматеријали за метални литијум. Таква хемија обезбеђује већу густину енергије, али се у исто време повећава ризик од кратких спојева и пожара.
Стартупи: за дуг живот
Доступно је много материјала за електроде,пружајући изванредан бициклистички отпор - на пример, ЛТО или НМЦ. Али због трошкова, такве батерије нису доступне широком потрошачком тржишту. И засад нема предуслова да се ситуација ускоро промени.
Али промене се дешавају - не само на теренухемија уређаја, али и контролери, управљање набојем, енергетска ефикасност уређаја. Радећи у комбинацији, они знатно продужавају век трајања батерија. Чак је и Елон Муск, који воли смела обећања, признао да је обећавајуће побољшати литијум-јонске батерије, а не тражити потпуно нове технологије.
Међу новим технологијама које долазепонудити тржишту батерије у којима се скупи метали замењују јефтиним и уобичајеним материјама. На пример, амерички стартап Цонамик обећава да ће уклонити кобалт, елемент који се копа у Конгу. Влада ове републике стално подиже порез на сировине. Тренутни развој ће смањити садржај овог метала у батеријама електричних возила са 20% на 4%.
Како батерије ометају развој перспективних технологија
Нажалост, спор напредак на теренуакумулатори у великој мери ограничавају развој сродних индустрија. Паметни телефони, преносни рачунари, електрична возила постају све технолошки „пуњенија“ и захтевају све више енергије. На пример, активни корисник паметног телефона има батерију од 6-8 сати. Штавише, у просеку Рус сваки дан отвори 10-12 апликација. С тим у вези, програмери паметних телефона бирају програме за уштеду енергије. Неки произвођачи подразумевано уграђују апликације у фирмвер, док други препуштају избор кориснику - нуде да их преузму. Ако ефикасне батерије постану доступне, повећаће се могућности за коришћење програма.
Други правац је соларна енергија.Већина инсталација заузима пуно простора и скупа је. Позната је чињеница: лавовски део трошкова постављања соларних система повезан је са куповином батерија које ће складиштити енергију. Јефтиније, енергетски ефикасније складиштење би стога омогућило знатно веће усвајање зелених технологија.
Долази до потраге за ефикасним складиштењем енергије иу пољу соларне енергије. На пример, истраживачи са Универзитета Станфорд предлажу алтернативу - употребу биолошких система. Технологија укључује екстракцију метана помоћу бактерије Метханоцоццус марипалудис. Тада се планира претворити у електричну енергију захваљујући постојећој инфраструктури.
Постоји неколико разлога који инхибирају изгледнове, ефикасније батерије. Једна од њих је изузетно висока цена развоја. Према Лук Ресеарцх-у, у просеку је потребно до 40 милиона долара током осам година да би се стартап одржао фокусиран на проналажење нових решења у области складиштења и транспорта енергије. На пример, јапанска компанија Нев Енерги &амп; Организација за развој индустријске технологије издвојила је 90 милиона за стварање новог типа батерија. Али чешће, стартапови морају да траже средства. На пример, СтореДот се окренуо цровдфундингу и успео је да привуче 6,25 милиона долара инвестиција.
Репликација новог развоја коштаће вишескупљи. Процењује се да је за стварање нове производне линије и решавање повезаних проблема потребно око 500 милиона долара, па се технологије које изгледају као чуда не развијају увек брзо.
Увођење нових технологија је споро. На крају, прошло је више од 10 година од стварања стабилних литијум-јонских батерија до почетка масовне производње.
Погледајте и:
На Земљи је могуће створити термонуклеарни реактор. Какве ће бити последице?
Испоставило се да је глечер Судњег дана опаснији него што су научници мислили. Кажемо главно
Трећег дана болести, већина пацијената са ЦОВИД-19 губи смрад и често пате од цурења из носа