Nu vrei baterii din pietre? Suntem pregătiți pentru o nouă revoluție în domeniul bateriilor reîncărcabile? Despre toate astea astăzi.
Peste tot în lume, a existat de multă vreme o cursă pentru a obține eficiența maximă posibilă a așa-numitei energie verde. Sursele regenerabile de energie care nu emit gaze cu efect de seră în atmosferă sunt viitorul civilizației noastre, de care nimeni nu se îndoiește. Acesta nu mai este doar un vis, ci nevoia zilei. Oamenii de știință trag din ce în ce mai mult un semnal de alarmă, îndemnându-ne să economisim energie electrică și să încercăm să folosim dispozitivele electrice cât mai eficient posibil.
Interesant de asemenea: Revizuire Motorola Edge 40: același „top pentru bani”
Majoritatea dispozitivelor funcționează cu baterii sau baterii, de la vechile playere Walkman la cele mai recente smartphone-uri sau mașini electrice, bazate pe tehnologii litiu-ion (Li-ion). Sunt folosite de mulți ani în majoritatea aparatelor electrice și dispozitivelor tehnologice, deși nu sunt foarte eficiente energetic și durabile. În plus, eliminarea lor în timp devine o adevărată problemă pentru situația ecologică a mediului nostru.
Bateriile litiu-ion sunt amplasate aproape peste tot, pentru că sunt ieftine și au performanțe ridicate. Deoarece costul acestor baterii a scăzut semnificativ în ultimul deceniu, ele devin cea mai viabilă alternativă pentru utilizare pe termen lung, pur și simplu datorită abundenței lor. Astăzi, aceste baterii au obținut un cost scăzut și o densitate energetică crescută nu prin progrese tehnologice, ci prin optimizarea ingineriei simplă și persistentă a metodelor de fabricație, a instrumentelor și a eficienței.
Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea de noi metode și tehnologii de producere a energiei electrice, cererea pentru metode eficiente de stocare a acesteia este în creștere. La scară mică, nu există probleme cu acest lucru - soluția sunt diferite tipuri de baterii și acumulatori, care sunt un element la fel de evident al realității ca și electricitatea în sine.
Sunt folosite pentru alimentarea telefoanelor, diverse tipuri de iluminat, cândva erau necesare pentru a folosi lanterne sau playere muzicale, deși toate acestea sunt acum în smartphone-urile noastre. Dar cum stocați energia necesară pentru a alimenta o întreagă gospodărie? Se pare că bateriile pot fi la îndemână și în acest caz. Desigur, nu vorbim despre bateriile de tipul „degetelor” populare disponibile în magazine, ci despre dispozitive complet noi, care sunt realizări interesante ale ingineriei în sine.
Cercetările sunt în desfășurare de ceva timp pentru a dezvolta noi baterii care pot concura cu bateriile litiu-ion în ceea ce privește performanța, costul și durabilitatea.
Multe dintre aceste noi tehnologii nu sunt complet noi. În esență, funcționează similar cu bateriile litiu-ion, dar folosind materiale diferite. Iată câteva dintre cele mai interesante exemple de tehnologii care ar putea revoluționa în curând domeniul stocării energiei.
Citeste si: 7 cele mai interesante utilizări ale ChatGPT
Acest tip de baterie, spre deosebire de altele, nu folosește electroliți lichidi sau gel, ci forme solide. Astfel de electroliți sunt de obicei sub formă de ceramică, sticlă, polimeri sau sulfiți. Bateriile cu stare solidă sunt mai eficiente deoarece oferă mai multă energie pentru aceleași dimensiuni ca și omologii lor litiu-ion. Au un potențial mare, mai ales în domeniul alimentării vehiculelor electrice.
O baterie cu stare solidă are potențialul de a rezolva majoritatea problemelor enumerate mai sus cu bateriile litiu-ion de astăzi. O baterie cu stare solidă din sticlă poate avea o densitate de energie de trei ori mai mare prin utilizarea unui anod de metal alcalin (litiu, sodiu sau potasiu), care mărește densitatea energetică a catodului și oferă o viață lungă. Un electrolit solid este considerat neinflamabil sau cel puțin rezistent la autoaprindere. Natura neinflamabilă a bateriilor cu stare solidă reduce, de asemenea, riscul de supraîncălzire, permițând celulelor să fie împachetate mai strâns, crescând astfel flexibilitatea designului și densitatea în vrac.
Speranțele mari pentru aceste baterii sunt legate de faptul că pot dura mult mai mult. Și acesta este un mare plus în lumea de astăzi.
Cu toate acestea, bateriile cu stare solidă se află în prezent la un nivel scăzut de pregătire tehnologică, iar cercetarea fundamentală este încă în desfășurare, provocând incertitudine și îngrijorări legate de costul ridicat de producție și scalabilitatea. Provocarea este, de asemenea, de a introduce electroliți solizi într-un proces care este compatibil cu practicile moderne de producție, care nu ar trebui să afecteze durabilitatea sau costul produsului final, adăugând în același timp beneficii precum energie și densitate de putere mai bună, siguranță sporită și un randament mai mare. . .
Citeste si: Am testat și am intervievat chatbot-ul lui Bing
Bateriile cu litiu-sulf (Li-S) (a nu se confunda cu „litiu-sulf” - aceste baterii eterne sunt alimentate de disputele ucrainenilor) au început să fie dezvoltate și cercetate încă din anii 60 ai secolului trecut ca un dispozitiv eficient pentru stocarea energiei folosind reacții electrochimice reversibile. În ciuda dezvoltării și comercializării rapide a tehnologiei bateriilor litiu-ion (LIB), nu a fost realizată nicio descoperire pentru a rezolva provocările tehnice critice cu care se confruntă bateriile litiu-ion în următoarele decenii. Prin urmare, în anii 2000, bateriile Li-S au redobândit un interes semnificativ din partea dezvoltatorilor datorită avantajelor lor - cost redus și energie specifică teoretică ridicată. Acești indicatori sunt de aproape 3 ori mai mari decât caracteristicile bateriilor litiu-ion actuale. Costul scăzut și conținutul ridicat de sulf (adică materialul catodic activ) face bateriile cu litiu-sulf mai atractive decât bateriile cu litiu-ion, dat fiind faptul că acestea din urmă folosesc materiale critice precum cobaltul și nichelul în producția de catozi.
Și în bateriile cu litiu-sulf, catodul, care este unul dintre cei doi electrozi din baterie, va fi făcut din sulf. Acest element este mai echilibrat decât nichelul și cobaltul tradițional. Astfel de baterii sunt mai eficiente decât bateriile cu litiu-ion. Acest lucru poate duce, evident, la o autonomie mai mare a mașinilor în care vor fi utilizate. Putem spune că marele avantaj al acestor baterii este că sulful este o materie primă ieftină și răspândită. În același timp, procesul de producție a unor astfel de baterii este foarte asemănător cu cel folosit pentru producerea bateriilor litiu-ion, ceea ce înseamnă că aceleași dispozitive și capacități de producție pot fi folosite pentru producerea lor.
Un alt avantaj al acestor tipuri de baterii este cantitatea mai mică de energie necesară pentru fabricarea lor, cu aproape 25%. Toate aceste caracteristici pot face producția de baterii cu litiu-sulf foarte profitabilă.
Evoluțiile sunt deja în plină desfășurare. Compania Lyten a obținut un succes deosebit de semnificativ în acest domeniu. Are deja o platformă întreagă de baterii LytCell EV. Compania spune că bateria sa este mai ieftină și mai sigură decât bateriile litiu-ion de astăzi și ar putea fi folosită în vehiculele electrice produse în serie, construite în SUA, până la jumătatea acestui deceniu.
Interesant de asemenea: Google Bard AI: Tot ce trebuie să știți
Acest tip de baterie funcționează pe baza procesului de oxidare a fierului folosind aer. În procesul de reîncărcare, substanțele oxidate sunt transformate înapoi în fier într-un proces cunoscut sub numele de oxidare inversă. Se așteaptă ca bateriile fier-aer să devină răspândite în viitorul apropiat, în principal pentru că permit stocarea energiei de aproape 25 de ori mai mult decât bateriile litiu-ion.
Datorită rezervelor foarte mari atât de fier, cât și de aer, astfel de baterii ar costa cu siguranță mult mai puțin. Potrivit estimărilor, prețul acestora poate fi mai mic decât bateriile existente de aproximativ 10 ori! Din păcate, astfel de baterii au un dezavantaj semnificativ - din cauza ratei lente de oxidare a fierului, încărcarea lor poate dura mult timp.
Start-up-ul Form Energy, care a apărut pe baza celebrului Massachusetts Institute of Technology (MIT), dezvoltă cu succes baterii fier-aer. Bateriile Form Energy, conform dezvoltatorilor, sunt de zece ori mai ieftine decât litiul și folosesc fier, care este abundent în lume. În același timp, bateriile fier-aer pot dura mai mult decât bateriile cu litiu și sunt, de asemenea, mai sigure, deoarece nu sunt inflamabile.
Singurul dezavantaj observat în acest moment este că aceste baterii se încarcă lent, ceea ce le face o opțiune mai puțin viabilă decât bateriile cu litiu, de exemplu în cazul laptopurilor sau smartphone-urilor. Pe de altă parte, sunt o soluție excelentă pentru stocarea energiei la nivelul rețelei electrice naționale, deoarece pot asigura 100 de ore de stocare a energiei, mult mai lungă decât bateriile cu litiu, care pot dura până la șase ore. În acest fel, ele pot facilita integrarea parcurilor solare la scară largă și a parcurilor eoliene.
Interesant de asemenea: Fenomenul Bluesky: ce fel de serviciu și este de mult timp?
Un alt exemplu interesant de tip nou de baterie sunt cele care stochează căldură în loc de electricitate. De exemplu, compania israeliană Brenmiller Energy lucrează la utilizarea materialelor alternative, precum pietrele, pentru a stoca energia termică. Din 2012, Brenmiller Energy folosește piatra spartă mai întâi pentru generare și apoi pentru stocarea energiei termice. Astfel de tehnologii, la rândul lor, pot fi utilizate în diverse scopuri, de exemplu, în industrie.
Interesant, ideea de a folosi piatra zdrobită pentru stocarea energiei nu este cu totul nouă. NASA, care are multe tehnologii noi la credit, a testat tehnologii de stocare a energiei termice încă din anii șaptezeci ai secolului trecut. Spre deosebire de cele convenționale, bateriile produse de compania israeliană folosesc energie pentru a produce abur, apă caldă sau aer cald. Brenmiller Energy spune că uzina sa, numită Tempo, va putea stoca până la 35 MWh de energie, producând până la 14 tone de abur pe oră.
Acest lucru este foarte important pentru economia israeliană, unde până la 45% din toate emisiile legate de energie provin din sectorul încălzirii industriale. Acest proiect este de a înlocui cazanele de abur care funcționează cu combustibili fosili tradiționali.
Noile realități necesită soluții noi. Apariția de noi tipuri de baterii va contribui la dezvoltarea tehnologiilor în domeniul economisirii energiei. Poate că peste câțiva ani, laptopul sau smartphone-ul tău nu va mai trebui încărcat în fiecare zi, pentru că va funcționa o lună, sau poate chiar un an, la o singură încărcare. Și, în același timp, noul tip de baterie nu numai că va economisi energie, dar va contribui și la conservarea mediului.
Interesant de asemenea:
Lasă un comentariu