Technologie budoucnosti, které se nechtějí přenést do světa

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Z mého pohledu jsou to obvyklé triky parazitů. A to vše se děje pouze kvůli zisku (zisk)!

Pro současnou civilizaci se toto vše stalo za dob Tesly. Paraziti pak ale jasně pochopili, že pokud budou mít lidé přístup k volné energii, skončí.

Všechny vynálezy byly skryty pod látkou, kde jsou nyní všechny.

A to bude pokračovat až do okamžiku, kdy se současný vývoj „vědy“nepohřbí ve skutečné slepé uličce. A buď se paraziti vzdají a otevřou truhlu s vynálezy všech vědců, které zabili (což je nepravděpodobné.)

Nebo se paraziti znovu pokusí zařídit katastrofu v planetárním měřítku, aby všechny zahnali zpět do doby kamenné a začali znovu – pro ně je to ideální možnost.

Čím budeme "jíst"?

Je to paradox, ale navzdory obrovské cestě, kterou elektronika za posledních 30 let urazila, jsou všechna mobilní zařízení stále vybavena lithium-iontovými bateriemi, které vstoupily na trh již v roce 1991, kdy byl obvyklý CD přehrávač vrcholem techniky. myšlenka v přenosné technologii.

Mnoho užitečných vlastností nových vzorků v elektronice a gadgetech je vyrovnáno skrovnou dobou napájení těchto zařízení z mobilní baterie. Vědecké mýdlo a vynálezci by už dávno vykročili vpřed, ale drží je „kotva“baterie.

Pojďme se podívat na to, jaké technologie mohou v budoucnu proměnit svět elektroniky.

Nejprve trocha historie

Nejčastěji se lithium-iontové (Li-ion) baterie používají v mobilních zařízeních (notebooky, mobilní telefony, PDA a další). To je způsobeno jejich výhodami oproti dříve široce používaným nikl-metal hydridovým (Ni-MH) a nikl-kadmiovým (Ni-Cd) bateriím.

Li-ion baterie mají mnohem lepší parametry. Je však třeba mít na paměti, že Ni-Cd baterie mají jednu důležitou výhodu: schopnost poskytovat vysoké vybíjecí proudy. Tato vlastnost není kriticky důležitá při napájení notebooků nebo mobilních telefonů (kde podíl Li-ion dosahuje 80 % a jejich podíl je stále větší), ale existuje poměrně dost zařízení, která spotřebovávají vysoké proudy, například všechny druhy elektrického nářadí, elektrických holicích strojků atd. P. Doposud byla tato zařízení téměř výhradně doménou Ni-Cd baterií. V současné době se však, zejména v souvislosti s omezením používání kadmia v souladu se směrnicí RoHS, zintenzivnil výzkum tvorby bezkadmiových baterií s vysokým vybíjecím proudem.

Primární články ("baterie") s lithiovou anodou se objevily na počátku 70. let 20. století a rychle našly uplatnění díky své vysoké měrné energii a dalším výhodám. Tak se naplnila dlouhodobá touha vytvořit zdroj chemického proudu s nejaktivnějším redukčním činidlem, alkalickým kovem, což umožnilo dramaticky zvýšit jak provozní napětí baterie, tak její měrnou energii. Pokud byl vývoj primárních článků s lithiovou anodou korunován poměrně rychlým úspěchem a takové články pevně zaujaly své místo jako napájecí zdroje pro přenosná zařízení, pak vznik lithiových baterií narážel na zásadní potíže, jejichž překonání trvalo více než 20 let.

Po mnoha testech v průběhu 80. let se ukázalo, že problém lithiových baterií se točí kolem lithiových elektrod. Přesněji řečeno kolem aktivity lithia: procesy, které probíhaly za provozu, nakonec vedly k prudké reakci, zvané „větrání s vypouštěním plamene“. V roce 1991 bylo do výrobních závodů staženo velké množství lithiových dobíjecích baterií, které byly poprvé použity jako zdroj energie pro mobilní telefony. Důvodem je to, že během hovoru, kdy je odběr proudu maximální, z baterie vyšlehal plamen, který popálil tvář uživatele mobilního telefonu.

Kvůli nestabilitě, která je vlastní kovovému lithiu, zejména při nabíjení, se výzkum přesunul do oblasti vytváření baterie bez použití Li, ale s využitím jeho iontů. Přestože lithium-iontové baterie poskytují nepatrně nižší energetickou hustotu než lithiové baterie, jsou lithium-iontové baterie bezpečné, pokud se dodávají se správnými podmínkami nabíjení a vybíjení. Nicméně oni není imunní vůči výbuchům.

I v tomto směru se přitom vše snaží rozvíjet a nestát na místě. Vyvinuli se například vědci z technologické univerzity Nanyang (Singapur). nový typ lithium-iontové baterie s rekordním výkonem … Nejprve se nabije za 2 minuty na 70 % své maximální kapacity. Za druhé, baterie funguje téměř bez degradace již více než 20 let.

Co můžeme očekávat dále?

Sodík

Podle mnoha badatelů by právě tento alkalický kov měl nahradit drahé a vzácné lithium, které je navíc chemicky aktivní a požárně nebezpečné. Princip fungování sodíkových baterií je podobný jako u lithiových – k přenosu náboje využívají kovové ionty.

Vědci z různých laboratoří a ústavů se dlouhá léta potýkali s nevýhodami sodíkové technologie, jako je pomalé nabíjení a nízké proudy. Některým z nich se podařilo problém vyřešit. Například předprodukční vzorky baterií poadBit se nabijí za pět minut a mají jedenapůl až dvojnásobnou kapacitu. Po obdržení několika ocenění v Evropě, jako je Innovation Radar Prize, Eureka Innovest Award a několika dalších, společnost přešla k certifikaci, výstavbě továren a získávání patentů.

Grafen

Grafen je plochá krystalová mřížka atomů uhlíku o tloušťce jednoho atomu. Díky svému obrovskému povrchu v kompaktním objemu, schopném uchovat náboj, je grafen ideálním řešením pro vytváření kompaktních superkondenzátorů.

Již existují experimentální modely s kapacitou až 10 000 Faradů! Takový superkondenzátor vytvořila společnost Sunvault Energy ve spojení s Edison Power. Vývojáři tvrdí, že v budoucnu představí model, jehož energie bude stačit na napájení celého domu.

Takové superkondenzátory mají mnoho výhod: možnost téměř okamžitého nabití, šetrnost k životnímu prostředí, bezpečnost, kompaktnost a také nízké náklady. Díky nové technologii výroby grafenu, podobné tisku na 3D tiskárně, slibuje Sunvault cenu baterií téměř desetkrát nižší než u lithium-iontových technologií. Průmyslová výroba je však ještě daleko.

Sanvault má také konkurenty. Skupina vědců z University of Swinburn v Austrálii také odhalila grafenový superkondenzátor, který je svou kapacitou srovnatelný s lithium-iontovými bateriemi. Lze jej nabít během několika sekund. Navíc je flexibilní, což umožní jeho použití v zařízeních různých tvarů a dokonce i v chytrém oblečení.

Atomové baterie

Jaderné baterie jsou stále velmi drahé. Před pár lety tam bylo Zde jsou informace o jaderné baterii. V blízké budoucnosti nebudou moci konkurovat známým lithium-iontovým bateriím, ale nemůžeme je nezmínit, protože mnohem zajímavější než dobíjecí baterie jsou zdroje, které nepřetržitě vyrábějí energii již 50 let.

Jejich princip fungování je v jistém smyslu podobný fungování solárních článků, jen místo slunce jsou v nich zdrojem energie izotopy s beta zářením, které je následně pohlcováno polovodičovými prvky.

Na rozdíl od gama záření je beta záření prakticky neškodné. Je to proud nabitých částic a je snadno odstíněn tenkými vrstvami speciálních materiálů. Je také aktivně absorbován vzduchem.

Dnes se vývoj takových baterií provádí v mnoha ústavech. V Rusku NUST MISIS, MIPT a NPO Luch oznámily svou společnou práci v tomto směru. Již dříve podobný projekt zahájila Tomská polytechnická univerzita. V obou projektech je hlavní látkou nikl-63, získaný neutronovým ozařováním izotopu niklu-62 v jaderném reaktoru s dalším radiochemickým zpracováním a separací v plynových odstředivkách. První prototyp baterie by měl být hotov v roce 2017.

Takové beta-voltaické napájecí zdroje jsou však nízkoenergetické a extrémně drahé. V případě ruského vývoje mohou být odhadované náklady na miniaturní zdroj energie až 4,5 milionu rublů.

Nickel-63 má také konkurenty. Například Missourská univerzita dlouhodobě experimentuje se stronciem-90 a komerčně lze nalézt miniaturní beta-voltaické baterie na bázi tritia. Za cenu kolem tisíce dolarů jsou schopny napájet různé kardiostimulátory, senzory nebo kompenzovat samovybíjení lithium-iontových baterií.

Odborníci jsou zatím v klidu

Navzdory přístupu k masové výrobě prvních sodíkových baterií a aktivní práci na grafenových napájecích zdrojích odborníci z oboru nepředpovídají na nejbližší roky žádné revoluce.

Společnost Liteko, která působí pod křídly Rusnano a vyrábí lithium-iontové baterie v Rusku, se domnívá, že zatím neexistují důvody pro zpomalení růstu trhu. "Stálá poptávka po lithium-iontových bateriích je dána především jejich vysokou měrnou energií (uloženou na jednotku hmotnosti nebo objemu). Podle tohoto parametru nemají mezi dobíjecími chemickými zdroji vyráběnými v současnosti sériově žádnou konkurenci," dodal. komentáře ve firmě.

V případě komerčního úspěchu stejných sodíkových poadBit baterií však může být trh přeformátován během několika let. Pokud si majitelé a akcionáři nebudou chtít na nové technologii přivydělat.