Technológie budúcnosti, ktoré sa nechcú premietnuť do sveta

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Z môjho pohľadu sú to bežné triky parazitov. A to všetko sa robí len kvôli zisku (zisk)!

Pre súčasnú civilizáciu sa toto všetko stalo za čias Tesly. Paraziti však vtedy jasne pochopili, že ak budú mať ľudia prístup k voľnej energii, skončia.

Všetky vynálezy boli skryté pod látkou, kde sú teraz všetky.

A to bude pokračovať až do momentu, keď sa súčasný vývoj „vedy“nepohrabe v skutočnej slepej uličke. A buď sa paraziti vzdajú a otvoria truhlicu s vynálezmi všetkých vedcov, ktorých zabili (čo je nepravdepodobné.)

Alebo sa paraziti opäť pokúsia zariadiť katastrofu v planetárnom meradle, aby všetkých zahnali späť do doby kamennej a začali odznova – pre nich je to ideálna možnosť.

Čo budeme "jesť"?

Je to paradox, ale napriek ohromnej ceste, ktorú elektronika prešla za posledných 30 rokov, sú všetky mobilné zariadenia stále vybavené lítium-iónovými batériami, ktoré vstúpili na trh už v roku 1991, kedy bol bežný CD prehrávač vrcholom techniky. myšlienka v prenosnej technológii.

Mnoho užitočných vlastností nových vzoriek v elektronike a prístrojoch je vyrovnaných krátkym časom napájania týchto zariadení z mobilnej batérie. Vedecké mydlo a vynálezcovia by už dávno vykročili vpred, no drží ich „kotva“batérie.

Poďme sa pozrieť na to, aké technológie môžu v budúcnosti zmeniť svet elektroniky.

Najprv trocha histórie

Najčastejšie sa lítium-iónové (Li-ion) batérie používajú v mobilných zariadeniach (notebooky, mobilné telefóny, PDA a iné). Je to kvôli ich výhodám oproti predtým široko používaným nikel-metal hydridovým (Ni-MH) a nikel-kadmiovým (Ni-Cd) batériám.

Li-ion batérie majú oveľa lepšie parametre. Treba však mať na pamäti, že Ni-Cd batérie majú jednu dôležitú výhodu: schopnosť poskytovať vysoké vybíjacie prúdy. Táto vlastnosť nie je kriticky dôležitá pri napájaní notebookov alebo mobilných telefónov (kde podiel Li-ion dosahuje 80% a ich podiel sa stále zvyšuje), ale existuje pomerne veľa zariadení, ktoré spotrebúvajú vysoké prúdy, napríklad všetky druhy elektrického náradia, elektrických holiacich strojčekov atď. P. Doteraz boli tieto zariadenia takmer výlučne doménou Ni-Cd batérií. V súčasnosti sa však, najmä v súvislosti s obmedzením používania kadmia v súlade so smernicou RoHS, zintenzívnil výskum tvorby bezkadmiových batérií s vysokým vybíjacím prúdom.

Primárne články ("batérie") s lítiovou anódou sa objavili začiatkom 70. rokov 20. storočia a rýchlo našli uplatnenie vďaka vysokej mernej energii a ďalším výhodám. Tak sa splnila dlhodobá túžba vytvoriť zdroj chemického prúdu s najaktívnejším redukčným činidlom, alkalickým kovom, čo umožnilo dramaticky zvýšiť prevádzkové napätie batérie a jej špecifickú energiu. Ak bol vývoj primárnych článkov s lítiovou anódou korunovaný pomerne rýchlym úspechom a takéto články pevne zaujali svoje miesto ako napájacie zdroje pre prenosné zariadenia, potom vytvorenie lítiových batérií narazilo na zásadné ťažkosti, ktorých prekonanie trvalo viac ako 20 rokov.

Po mnohých testoch počas 80. rokov sa ukázalo, že problém lítiových batérií sa točí okolo lítiových elektród. Presnejšie, okolo aktivity lítia: procesy, ktoré prebiehali počas prevádzky, nakoniec viedli k prudkej reakcii, nazývanej „vetranie s vyžarovaním plameňa“. V roku 1991 bolo do výrobných závodov stiahnutých veľké množstvo lítiových dobíjacích batérií, ktoré boli prvýkrát použité ako zdroj energie pre mobilné telefóny. Dôvodom je, že pri rozhovore, keď je odber prúdu maximálny, z batérie vyšľahol plameň, ktorý popálil tvár používateľa mobilného telefónu.

Kvôli nestabilite, ktorá je vlastná kovovému lítiu, najmä počas nabíjania, sa výskum presunul do oblasti vytvárania batérie bez použitia Li, ale s použitím jeho iónov. Hoci lítium-iónové batérie poskytujú nepatrne nižšiu hustotu energie ako lítiové batérie, sú lítium-iónové batérie bezpečné, ak sú dodané so správnymi podmienkami nabíjania a vybíjania. Avšak oni nie sú imúnne voči výbuchom.

Aj v tomto smere, pričom sa všetko snaží rozvíjať a nezostať stáť. Vyvinuli sa napríklad vedci z technologickej univerzity Nanyang (Singapur). nový typ lítium-iónovej batérie s rekordným výkonom … Najprv sa nabije za 2 minúty na 70 % svojej maximálnej kapacity. Po druhé, batéria funguje takmer bez degradácie už viac ako 20 rokov.

Čo môžeme očakávať ďalej?

Sodík

Podľa mnohých výskumníkov by práve tento alkalický kov mal nahradiť drahé a vzácne lítium, ktoré je navyše chemicky aktívne a požiarne nebezpečné. Princíp fungovania sodíkových batérií je podobný lítiovým – na prenos náboja využívajú kovové ióny.

Vedci z rôznych laboratórií a ústavov dlhé roky zápasili s nevýhodami sodíkovej technológie, akými sú pomalé nabíjanie a nízke prúdy. Niektorým sa podarilo problém vyriešiť. Napríklad predprodukčné vzorky batérií poadBit sa nabijú za päť minút a majú jeden a pol až dvojnásobnú kapacitu. Po získaní niekoľkých ocenení v Európe, ako Innovation Radar Prize, Eureka Innovest Award a niekoľkých ďalších, sa spoločnosť posunula k certifikácii, výstavbe tovární a získavaniu patentov.

Grafén

Grafén je plochá kryštálová mriežka uhlíkových atómov s hrúbkou jedného atómu. Vďaka svojej obrovskej ploche v kompaktnom objeme, schopnej uchovávať náboj, je grafén ideálnym riešením na vytváranie kompaktných superkondenzátorov.

Už existujú experimentálne modely s kapacitou až 10 000 Faradov! Takýto superkondenzátor vytvorila spoločnosť Sunvault Energy v spojení s Edison Power. Vývojári tvrdia, že v budúcnosti predstavia model, ktorého energia bude stačiť na napájanie celého domu.

Takéto superkondenzátory majú mnoho výhod: možnosť takmer okamžitého nabitia, šetrnosť k životnému prostrediu, bezpečnosť, kompaktnosť a tiež nízke náklady. Vďaka novej technológii výroby grafénu, podobnej tlači na 3D tlačiarni, Sunvault sľubuje cenu batérií takmer desaťkrát nižšiu ako pri lítium-iónových technológiách. Priemyselná výroba je však ešte ďaleko.

Aj Sanvault má konkurentov. Skupina vedcov z University of Swinburn v Austrálii tiež odhalila grafénový superkondenzátor, ktorý je svojou kapacitou porovnateľný s lítium-iónovými batériami. Dá sa nabiť za pár sekúnd. Okrem toho je flexibilný, čo umožňuje jeho použitie v zariadeniach rôznych tvarových faktorov a dokonca aj v inteligentnom oblečení.

Atómové batérie

Jadrové batérie sú stále veľmi drahé. Pred pár rokmi tam bolo Tu sú informácie o jadrovej batérii. V blízkej budúcnosti nebudú schopné konkurovať známym lítium-iónovým batériám, no nemôžeme ich nespomenúť, pretože zdroje, ktoré nepretržite vyrábajú energiu už 50 rokov, sú oveľa zaujímavejšie ako dobíjacie batérie.

Ich princíp fungovania je v istom zmysle podobný fungovaniu solárnych článkov, len namiesto slnka sú v nich zdrojom energie izotopy s beta žiarením, ktoré je následne pohlcované polovodičovými prvkami.

Na rozdiel od gama žiarenia je beta žiarenie prakticky neškodné. Je to prúd nabitých častíc a je ľahko tienený tenkými vrstvami špeciálnych materiálov. Je tiež aktívne absorbovaný vzduchom.

Dnes sa vývoj takýchto batérií uskutočňuje v mnohých ústavoch. V Rusku NUST MISIS, MIPT a NPO Luch oznámili svoju spoločnú prácu v tomto smere. Už skôr podobný projekt spustila Tomská polytechnická univerzita. V oboch projektoch je hlavnou látkou nikel-63, získaný neutrónovým ožarovaním izotopu niklu-62 v jadrovom reaktore s ďalším rádiochemickým spracovaním a separáciou v plynových odstredivkách. Prvý prototyp batérie by mal byť hotový v roku 2017.

Takéto beta-voltaické napájacie zdroje sú však nízkoenergetické a extrémne drahé. V prípade ruského vývoja môžu byť odhadované náklady na miniatúrny zdroj energie až 4,5 milióna rubľov.

Nikel-63 má tiež konkurentov. Napríklad University of Missouri už dlhší čas experimentuje so stronciom-90 a komerčne sa dajú zohnať miniatúrne beta-voltaické batérie na báze trícia. Za cenu okolo tisíc dolárov sú schopné napájať rôzne kardiostimulátory, senzory alebo kompenzovať samovybíjanie lítium-iónových batérií.

Odborníci sú zatiaľ pokojní

Napriek prístupu k masovej výrobe prvých sodíkových batérií a aktívnej práci na grafénových napájacích zdrojoch odborníci z priemyslu nepredpovedajú na najbližšie roky žiadne revolúcie.

Spoločnosť Liteko, ktorá pôsobí pod krídlami Rusnano a vyrába lítium-iónové batérie v Rusku, sa domnieva, že zatiaľ neexistujú dôvody na spomalenie rastu trhu. "Stabilný dopyt po lítium-iónových batériách je spôsobený predovšetkým ich vysokou mernou energiou (ukladanou na jednotku hmotnosti alebo objemu). Podľa tohto parametra nemajú v súčasnosti medzi dobíjateľnými chemickými zdrojmi vyrábanými sériovo žiadnu konkurenciu," dodal. komentáre v spoločnosti.

V prípade komerčného úspechu rovnakých sodíkových poadBit batérií sa však trh môže preformátovať v priebehu niekoľkých rokov. Pokiaľ si majitelia a akcionári nechcú na novej technológii privyrobiť.