Nowa technologia akumulatorowa ładuje się w dwie minuty, trwa 20 lat

Reklama

Na horyzoncie pojawiła się nowa technologia akumulatorowa i istnieje duża szansa, że ​​wkrótce zmieni sposób korzystania z urządzeń. Zastępując grafitową anodę w bateriach litowo-jonowych nanorurkami z dwutlenku tytanu, badacze z Nanyang Technical University of Singapore byli w stanie radykalnie popraw czas ładowania i trwałość ogniw akumulatorów litowo-jonowych.

Dlaczego to jest ważne? Ponieważ teraz wszyscy w taki czy inny sposób planujemy nasze życie wokół ograniczeń nowoczesnych technologii akumulatorowych.

Konsumenci nie kupują samochodów elektrycznych, ponieważ akumulatory nie są wystarczająco dobre (mimo że same pojazdy są szybsze, wydajniejsze i trwalsze). Konsumenci martwią się o ładowanie swoich smartfonów. Pacjenci z wszczepionymi urządzeniami medycznymi, takimi jak rozruszniki serca, muszą martwić się o poziom naładowania, a konsekwencje mogą być tragiczne. Nowoczesne akumulatory, pomimo ogromnych postępów w ostatnich latach, wolno się ładują, nie magazynują zbyt wiele energii i dość szybko ulegają degradacji. W rezultacie tworzą długi słup namiotu w wielu obszarach, od

Rozszerzona Rzeczywistość Gry w rzeczywistości rozszerzonej: czy są warte swojej ceny?Czy nie byłoby łatwiej zagrać w strzelankę FPS, gdybyś rzeczywiście trzymał broń? A może takie ulepszenia są w dużej mierze zbędne w czasach, gdy gry mobilne mogą stać się samodzielne. Czytaj więcej do samochody samojezdne Autonomiczne samochody: czy roboty są dobre dla środowiska?Zmieni się sposób, w jaki korzystamy z samochodów. Zmiany będą miały szeroki zakres, ale jeden obszar, który nie został zbadany tak szczegółowo: wpływ na środowisko. Czytaj więcej .

Jest ich dużo nowe technologie akumulatorowe na horyzoncie, Technologie akumulatorowe, które zmienią światTechnologia akumulatorów rozwija się wolniej niż inne technologie i jest obecnie długim biegunem namiotu w oszałamiającej liczbie branż. Jaka będzie przyszłość technologii akumulatorowej? Czytaj więcej ale ta jest godna uwagi ze względu na to, jak blisko jest ona do komercjalizacji.

Jak działają baterie z dwutlenkiem tytanu

Jak działa nowy przełom? W konwencjonalnej baterii litowo-jonowej zacisk ujemny (anoda) jest zwykle wykonany z drobnego grafitu, który ma stosunkowo wysoką powierzchni, pozwalając mu skutecznie reagować z kwasem w akumulatorze, wytwarzając prąd (lub pobierając prąd podczas ładowanie). Jednak reakcje te nie są doskonałe i z czasem akumulator traci pojemność.

W tej chwili typowe akumulatory tracą znaczną część maksymalnej pojemności ładowania w zaledwie pięciuset cyklach ładowania (nieco więcej niż rok ładowania każdego dnia) - a ponieważ reakcja generuje ciepło, istnieją ograniczenia dotyczące ilości soku, który można wlać do akumulatora bez zwiększania nieefektywności reakcji i ryzyka uszkodzenia termicznego bateria.

Zespół NTU rozwiązał ten problem, opracowując prostą, niedrogą technikę konwersji dwutlenku tytanu, obfity materiał przemysłowy, w struktury nanorurkowe około tysiąc razy cieńsze niż człowiek włosy. To sprawia, że ​​reakcje chemiczne, które sprawiają, że bateria działa znacznie wydajniej.

Ma to dwa efekty: po pierwsze, akumulator może pobierać większy prąd przy mniejszym ogrzaniu, umożliwiając naładowanie akumulatora do 70% pojemności w ciągu około dwóch minut. Po drugie, reakcje chemiczne akumulatora są bardziej wydajne, zarówno podczas użytkowania, jak i ładowania. Oznacza to, że bateria ulega degradacji znacznie wolniej, co pozwala na używanie tej samej baterii przez ponad dwie dekady bez konieczności wymiany.

Szybsze ładowanie i dłuższa żywotność

Baterie również powinny być nieco gęstsze, ponieważ żel nanorurkowy Jak nanotechnologia zmienia przyszłość medycynyPotencjał nanotechnologii jest niespotykany. Prawdziwi uniwersalni monterzy wprowadzą głęboką zmianę w ludzkiej kondycji. Oczywiście przed nami jeszcze długa droga. Czytaj więcej może wiązać się z terminalem bez potrzeby stosowania klejów, co powoduje zmianę konstrukcji, która zwiększa całkowitą masę reagentów.

Te nowe akumulatory prawdopodobnie będą miały szerokie implikacje, w tym pomogą skrócić czas ładowania w pojeździe stacje ładowania w dół, aby czas oczekiwania porównywalny z tradycyjnymi samochodami na gaz (złoty poniżej pięciu minut). Mogą także uratować kierowców przed koniecznością wymiany akumulatorów co kilka lat, co może kosztować tysiące dolarów.

Ułatwia także „szybkie ładowanie” urządzeń w ciągu dnia, w razie potrzeby. Zapomniał naładuj swój telefon Jak wydłużyć czas pracy baterii telefonu i zachować więcej sokuŻywotność baterii to jedna z największych zmagań współczesnej elektroniki. Radzą sobie z tym smartfony, tablety i laptopy - co więc możesz zrobić, aby zmaksymalizować ilość czasu przypadającą na jedno ładowanie? Czytaj więcej Ostatnia noc? Nie ma problemu - możesz rzucić go na ładowarkę i będzie gotowy do użycia, zanim znajdziesz drugą skarpetę. Wnoszą one dużą wartość do sposobu, w jaki korzystamy z naszych urządzeń i znacznie przyczynią się do uwolnienia nas od lęku przed ładowaniem i pozwolą nam korzystać z naszych urządzeń w bardziej naturalny, nieobciążony sposób.

To nie jest srebrna kula gęstszego, szybszego ładowania i bardziej trwała, ale dwa na trzy nie są złe.

Nowe baterie już wkrótce

Ponieważ technologię tę można zintegrować z istniejącymi procesami produkcji baterii, prawdopodobnie pojawi się ona na rynku wcześniej niż później. Twórca, dr Chen, jest na etapie licencjonowania technologii producentowi akumulatorów i oczekuje, że pierwsze akumulatory wyprodukowane w tej technologii pojawią się na rynku w ciągu dwóch lat.

Rachid Yazami, współtwórca grafitowo-anodowej baterii litowo-jonowej i kolega dr Chena z NTU, uważa, że ​​technologia Chena jest logicznym kolejnym krokiem naprzód w dziedzinie technologii akumulatorowej

„Podczas gdy koszt akumulatorów litowo-jonowych został znacznie zmniejszony, a jego wydajność poprawiła się od czasu Sony skomercjalizowano go w 1991 r., rynek szybko rozwija się w kierunku nowych zastosowań w mobilności elektrycznej i energii przechowywanie. […] Idealnie byłoby, gdyby czas ładowania akumulatorów w pojazdach elektrycznych wynosił mniej niż 15 minut, co udowodniła nanostrukturalna anoda prof. Chena ”.

Czy jesteś podekscytowany przyszłością technologii akumulatorowej? Które aplikacje najbardziej wpłynęłyby na twoje życie? Czy może to być punkt zwrotny przy zakupie pojazdu elektrycznego? Daj nam znać w komentarzach!

Kredyty obrazkowe: Bateria Via Shutterstock, „Recykling baterii„Heather Kennedy:„Ładowanie samochodu elektrycznego, ”Alana Trottera,„Nanorurki-300, ”Jamesa Joela,„ Carbon Nanotube ”, autorstwa Geoffa Hutchisona