Η βαφή ψεκασμού μετατρέπει κεραμικά πλακίδια σε μπαταρία. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του πανεπιστημίου Rice
Μέχρι πριν από μία εβδομάδα, η σχέση μου με τις μπαταρίες ήταν καθαρά προπαγανιστική. Σίγουρα, χρεώνω μπαταρίες για κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές κάθε βράδυ, αλλά χωρίς άλλη σκέψη απ 'ό, τι να βουρτσίζω τα δόντια μου ή να παραλείπω τον μονόλογο του Jay Leno.
Τότε ήρθε το Derecho του 2012, και εγώ, όπως και εκατομμύρια άλλων Αμερικανών, έχασα την εξουσία για ημέρες που έμοιαζαν με εβδομάδες. Και εγώ, όπως και πολλοί άλλοι, υποκύψαμε στην υστερία των χυμών, μια εμμονή με την απαίτηση να δουλέψουμε σε δημόσιους χώρους - τα Starbucks, τις βιβλιοθήκες, τα δικαστήρια τροφίμων - έτσι ώστε να μπορέσουμε να επαναφέρουμε τις συσκευές μας στη ζωή.
Σήμερα έχω και πάλι ισχύ. Έχω επίσης μια πολύ βαθύτερη εκτίμηση για όλα τα ηλεκτροχημικά πράγματα. Επειδή στον κόσμο ζούμε τώρα, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι πολύ μεγάλη υπόθεση, είτε πρόκειται για να μας κρατάμε συνδεδεμένους στην καθημερινή μας ζωή είτε για το μέλλον των ηλεκτρικών οχημάτων και των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Όπως αποδείχθηκε, η περασμένη εβδομάδα ήταν σημαντική για τις μπαταρίες. Την ημέρα πριν από την καταιγίδα που κατέστρεψε την Ουάσινγκτον, δημοσιεύθηκε μελέτη στο Nature Scientific Reports, αποκαλύπτοντας ότι μια μπαταρία εργασίας είχε δημιουργηθεί απλά με τη ζωγραφική με σπρέι επιφάνειας. Αυτό είναι σωστό, δύναμη από το χρώμα.
Δύσκολο να το πιστέψω? Εδώ έγινε μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο Ράις του Τέξας. Μετατράπηκαν σε υγρά τα πέντε συστατικά μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου - ένας θετικός συλλέκτης ρεύματος, ένας αρνητικός συλλέκτης ρεύματος, μία κάθοδος, μία άνοδος και ένας διαχωριστής - και στη συνέχεια ψεκάστηκαν έκαστος, σε εξαιρετικά λεπτά στρώματα, σε μια ποικιλία επιφανειών. Έδωσαν πλακάκια μπάνιου. Έδωσαν γυαλί και ανοξείδωτο χάλυβα. Βίωσαν ευλύγιστη μεμβράνη. Βάζουν μια κεραμική κούπα μπύρας. Όλοι ήταν σε θέση να φέρουν μια χρέωση.
Ένωσαν ακόμη και τα πλακάκια μπάνιου σε μια ηλιακή κυψέλη. Ήταν σε θέση να κρατήσουν μια οθόνη LED-αυτό έγραψε RICE-λάμψη για έξι ώρες.
Είμαστε ακόμα πολύ μακριά από το να μπορείτε να χρεώνετε το έξυπνο τηλέφωνό σας με μια κούπα μπύρας, αλλά αυτό θα μπορούσε να είναι ένας παίκτης αλλαγής παιχνιδιού όσον αφορά το άνοιγμα όλων των ειδών νέων τρόπων αποθήκευσης ενέργειας. Και αυτό θα μπορούσε να είναι ένα όφελος για την ηλιακή ενέργεια ως πηγή ενέργειας στα σπίτια μας.
Όπως ανέφερε ο Neelam Singh, ένας ερευνητής του Rice, "θα μπορούσατε να μετατρέψετε το σπίτι σας σε μπαταρία".
Μια επιστροφή του Edison;
Επίσης, την περασμένη εβδομάδα, οι ερευνητές στο Stanford ανακοίνωσαν ότι έδωσαν νέα ζωή στη μπαταρία νικελίου-σιδήρου που ο Thomas Edison κάποτε περίμενε ότι θα τροφοδοτούσε αυτοκίνητα. Περίπου πριν από 100 χρόνια, ο Edison ήταν μεγάλος πιστός στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Αλλά οι μπαταρίες τότε δεν ήταν μέχρι τη δουλειά, οπότε έχασε τον φίλο του Henry Ford και τον κινητήρα του με αέριο.
Το πρόβλημα με τις μπαταρίες νικελίου-σιδήρου ήταν ότι ήταν αργά αργά για να φορτιστούν και να αποφορτιστούν. Αλλά ο όμιλος Stanford, χρησιμοποιώντας τη νανοτεχνολογία αντί να αναμιγνύει απλώς το νικέλιο και το σίδηρο, μπόρεσε να κάνει τη μπαταρία να λειτουργήσει 1.000 φορές πιο γρήγορα από την παλιά έκδοση. Χρειάστηκαν μόνο δύο λεπτά για να φορτιστεί μια μικρή μπαταρία πρωτότυπου.
Οι μπαταρίες νικελίου-σιδήρου δεν είναι αρκετά ισχυρές για να τροφοδοτήσουν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα του σήμερα, αλλά αν συνδυαστούν με το μοντέλο ιόντων λιθίου που χρησιμοποιείται σήμερα, θα μπορούσαν να μειώσουν δραματικά το χρόνο που απαιτείται για τη φόρτιση ενός ηλεκτρικού οχήματος, το οποίο τώρα διαρκεί ώρες. Αυτή η ρύθμιση θα μπορούσε επίσης να επιτρέψει σε ένα όχημα να συλλάβει πραγματικά την ενέργεια που δημιουργήθηκε όταν εφαρμόσατε τα φρένα. Και το ρυθμό γρήγορης απόρριψης θα διευκόλυνε το αυτοκίνητο να επιταχύνει.
Ταυτόχρονα, η IBM συγκαταλέγεται μεταξύ αρκετών εταιρειών που ασχολούνται με το φόβο ανησυχίας - ο φόβος που έχει το ηλεκτρικό σας αυτοκίνητο να χάνει χυμό στη μέση του πουθενά. Η τυπική περιοχή είναι τώρα 100 μίλια ανά φόρτιση. Αλλά η IBM επιδιώκει να αυξήσει αυτό σε 500 μίλια, βελτιώνοντας το γνωστό ως μπαταρία λιθίου αέρα.
Αντί να έχει ενσωματωμένο οξυγόνο στη μπαταρία, τα μοντέλα αέρα του λιθίου θα παράγουν ενέργεια με τη λήψη οξυγόνου από τον εξωτερικό αέρα. Αυτό θα τους καθιστούσε σημαντικά μικρότερο και ελαφρύτερο από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται τώρα.
Η IBM μπόρεσε να πάρει την ιδέα να εργαστεί σε ένα εργαστήριο. Αλλά, χρόνος για έναν έλεγχο πραγματικότητας. Είναι πιθανό να είναι τουλάχιστον άλλα 10 χρόνια πριν να λειτουργήσει σε ένα αυτοκίνητο.
Ποιος ξέρει, τότε μπορεί να μπορείτε να χρεώσετε το αυτοκίνητό σας με το γραμματοκιβώτιο που ζωγραφίζεται με ψεκασμό, το οποίο αναμφίβολα θα χρειαστεί έναν νέο λόγο για να είναι.
Φόρτιση
Εδώ είναι πιο πρόσφατα νέα σχετικά με τις μπαταρίες:
- Κοπή του καλωδίου: Είναι μόνο θέμα χρόνου πριν οι ιδιοκτήτες ηλεκτρικών οχημάτων δεν χρειάζεται να συνδέσουν τα αυτοκίνητά τους για να χρεώνουν. Αντ 'αυτού, θα μπορούν να το κάνουν ασύρματα με στάθμευση πάνω σε χαλάκια που κάνουν το έργο.
- Βάλτε αυτό στην τράπεζα: Μια γιγαντιαία τράπεζα μπαταριών εγκατεστημένη κοντά στα κομμάτια έχει αρχίσει να σώζει το σύστημα μετρό της Φιλαδέλφειας πολλά χρήματα. Καταγράφει την ενέργεια που δημιουργείται όταν τα τρένα επιβραδύνουν σε ένα σταθμό και τα βάζουν πίσω στη γραμμή για να τα επιταχύνουν.
- Φοράω το ηλεκτρικό σώμα: Δύο μηχανικοί του Πανεπιστημίου της Νότιας Καρολίνας μπορούσαν να μετατρέψουν ένα μπλουζάκι που αγόρασε το κατάστημα σε ύφασμα που θα μπορούσε να αποθηκεύσει ένα ηλεκτρικό φορτίο.
- Η αργή πορεία προς την ελευθερία: Οι κρατούμενοι σε μια φυλακή στη Βραζιλία μπορούν να μειώσουν τις ποινές τους μια μέρα για κάθε 16 ώρες που ταξιδεύουν με ένα σταθερό ποδήλατο που φορτίζει τις μπαταρίες. Οι πεταλούδες τους εξουσιάζουν τα φώτα του δρόμου σε μια κοντινή πόλη.
- Δίνοντας νέο νόημα στον όρο "μύτη κουμπιών": Και τώρα το μειονέκτημα της έκρηξης των μπαταριών: Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Pediatrics, ο αριθμός των παιδιών που πηγαίνουν σε αίθουσες έκτακτης ανάγκης μετά την κατάποση αυτών των μικρών μπαταριών κουμπιών - μύτες ή αυτιά - έχει διπλασιαστεί τα τελευταία 20 χρόνια.
Βίντεο bonus Εδώ είναι μια μικρή έκρηξη από το παρελθόν, όταν τηλεοπτικές διαφημίσεις ανέλαβαν την πρόκληση να προσπαθήσουν να κάνουν μπαταρίες αστείο.
Περισσότερα από το Smithsonian.com:
Θα υψηλές τιμές του φυσικού αερίου Jolt ηλεκτρικά αυτοκίνητα;
