Бъдещето на батериите – алтернативните технологии отблизо

Докато смартфоните, автономните домове и носимите джаджи постоянно напредват в развитието си, всичките им новости и екстри, все така продължават да бъдат ограничавани от енерго-консумацията. Тъжната истина е, че батериите не са се развили много през последното десетилетие. Но сме на прага на нова революция.



Големите технологични компании, включително и производителите на автомобили, които започват да правят електрически коли, са напълно наясно с ограниченията на настоящите литиево-йонни батерии. Докато чиповете и операционните системи стават все по-ефективни в това да пестят енергия, все още, в най-добрия случай зареждаме смартфона си на два дни, а не всеки ден. Затова и през последните години, дори популярните университети по света се включват в разработката на новата технология, която ще ни избави от мъките. В надпреварата се включи дори Formula E (FIA Formula E Championship – състезание с изцяло електрически булиди, стартирало през 2014-та година).

На страниците на PC World многократно сме отразявали нови открития свързани с развитието на батериите, но в джаджите ни няма нищо ново по въпроса. Причината за това е, че всички чакат перфектният заместител, който да отприщи масовото производство. И разбира се, това, че компаниите са инвестирали в утвърдена поточна линия, която извежда незадоволителни, но съвсем евтини батерии.

Промяната обаче, е по-близо отвсякога. И на следващите страници, ще ви запознаем с близо 30 (да, точно така – тридесет!) технологии, всяка една, от които, може да е следващият хит.

 


Бъдещето на батериите – алтернативните технологии отблизо

© Владо Георгиев, pcworld

 

Твърдотелни литиево-йонни

Твърдотелните батерии традиционно предлагат стабилност, но на цената на електролитни трансмисии. Документация публикувана от учените на Toyota във връзка с техните тестове по темата доказва, че използването на сулфидни суперйонни проводници, води до стабилна и производителна батерия. Батерията може да оперира на суперкондензаторни нива, за да завърши едно пълно зареждане или разреждане в рамките на едва седем минути – идеално за нуждите на автомобилите. Още нещо важно е, че този тип батерии работят безпроблемно на температури от минус 30 градуса до плюс 100.

Дотук всичко хубаво. Проблемът е, че електролитните материали, от които се състои твърдотелната батерия, са много трудни за усвояване и целят процес е скъп и бавен. Затова и не можем да очакваме тази технология да навлезе при автомобилите преди 2020-та година, но като цяло е стъпка в правилната посока – към по-безопасни и по-бързо зареждащи се батерии. 

Горивни клетки за телефони и дрони

В момента се разработват нови горивни клетки, които могат да издържат на потреблението на съвременен смартфон в рамките на една седмица и да държат дрон в полет за около два часа.

Учени от университета в Поханг, Южна Корея, за пръв път са комбинирали пореста неръждаема стомана с тънък слой електролити и електроди при минимален капацитет топлина. Резултата е батерия, която е по-издържлива и надеждна от литиево-йонните.

Кога ще пристигнат тези нови батерии не е ясно, но разработването за индустриални цели се очаква скоро. А това е добре, тъй като повечето анонси за нови батерии се фокусират върху самата технология, но не и начина, по който ще се интегрира. И тъй като става въпрос за Южна Корея, нищо чудно Samsung Galaxy S8 или Galaxy S9 да издържа цяла седмица!

 


Бъдещето на батериите – алтернативните технологии отблизо

© Владо Георгиев, pcworld

Батерии от графен за автомобили

Графен батериите са бъдещето. Или поне така твърди компанията Graphenano, която е разработила нова батерия, наречена Grabat. Grabat впечатлява по всички параграфи – зарежда се само за няколко минути и издържа над 800 км. Зареждането и разреждането на една такава батерия е 33 пъти по-бързо от това на литиево-йонните. А разреждането е особено важно при автомобилите, тъй като огромното количество енергия използвано при вдигане на висока скорост трябва да се освобождава бързо. Капацитета на 2.3V Grabat е огромен, около 1000 Вч/кг, което е 5 пъти повече от настоящите литиево-йонни батерии (180 Вч/кг). Най-добрата част оставихме за накрая. Grabat батериите стартират с масово производство това лято; поточната линия ще е в Екла, Испания.


Лазерно-направени микро суперкондензатори          

Миналата година, учени от университета Райс (Тексас, САЩ) са направили пробив при микро суперкондензаторите. В момента те са много скъпи за масово производство, но чрез използването на лазери, това може да се промени скоро. Хитрината е в това, че използвайки лазери за прогарянето на електродни структури в пластмасово фолио, производствената цена и усилия спадат неимоверно. В резултат, се получава батерия, която може да се зарежда 50 пъти по-бързо от сегашните батерии, но да се разрежда по-бавно от настоящите суперкондензатори. Освен това, крайния продукт излиза неимоверно здрав и все още работи, след като е бил натискан и огъван над 10 хиляди пъти.

 


Бъдещето на батериите – алтернативните технологии отблизо

© Владо Георгиев, pcworld

Натриево-йонни батерии

Натриево-йонните батерии, които вкарват в употреба сол, са били използвани в лаптопи, следвайки създаването на прототип от френска мрежа от учени и индустриални компании, наречена RS2E. Батерията е с широка употреба и може да се използва не само в потребителска електроника, но и в автомобили, като например Tesla Model S.

Само не ни питайте за методиката, по която работят този тип батерии, тъй като гореспоменатата мрежа от учени и компании държат технологията под пълна тайна. Но знаем, че 6.5см батерия може да изкара 90 Вч/кг, което е сравнимо с литиево-йонните батерии, но за сметка на това достига до над 2000 цикъла на живот, което е около 6 пъти по-добре спрямо литиево-йонните.

Уви, не знаем и кога тези батерии ще видят (и дали изобщо ще видят) бял свят.



Бъдещето на батериите – алтернативните технологии отблизо

© Владо Георгиев, pcworld


Пенливи батерии

А може би бъдещето на батериите е 3D? Prieto е първата компания, която успява да обвърже катод и анод, използвайки меден пенлив субстрат. Това не само означава, че тези батерии ще са по-безопасни благодарение на незапалимия електролит, но и ще предлагат много по-дълга издържливост, по-бързо зареждане, 5 пъти по-висока плътност, което води до осезаемо по-малка батерия. Освен това, целият процес по изработката е екологично чист, а е по-евтин спрямо този на литиево-йонните батерии.

Prieto твърдят, че този тип батерии може да се използва в широк спектър от електроника, но първоначално ще търсят пробив при носимите джаджи.

uBeam – зареждане по въздуха

uBeam е интересна концепция, която използва ултразвук, за да превежда електричество. Всичко започва с трансмитер. Трансмитера работи като говорител, но наместо да издава чуваеми звуци, излъчва високочестотен звук, който не може да се чуе нито от хората, нито от животните. uBeam излъчва насочена, фокусирана мощност директно към което устройство е активно и изисква енергия. Когато заявката за енергия спре, процеса по зареждането спира. Подобно на микрофон, приемника улавя звука и го конвертира в използваема електрическа енергия, използвайки патентована технология за прихващане/събиране на електричество.

Любопитен факт е, че патента се държи от един човек – 27-годишната астробиоложка Мередит Пери (Meredith Perry). Мередит стартира компания, която изработва прототипи на uBeam под формата на 5мм плочки. Плочките са трансмитери, които могат да се прикачат към стена или да са част от декорация. А единственото, от което имат нужда устройствата, които ще се зареждат е миниатюрен приемник.


Бъдещето на батериите – алтернативните технологии отблизо

© Владо Георгиев, pcworld


Следва продължение...

Twitter icon Facebook icon
Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук.