Fremtidens teknologier, der ikke ønsker at omsætte til verden

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Fra mit synspunkt er disse parasitters sædvanlige tricks. Og alt dette gøres kun for profittens (profit) skyld!

For den nuværende civilisation skete alt dette i Teslas tid. Men parasitterne forstod da klart, at hvis folk har adgang til gratis energi, vil de ende.

Alle opfindelser var gemt under klædet, hvor de alle er nu.

Og dette vil fortsætte indtil det øjeblik, hvor den nuværende udvikling af "videnskab" ikke begraver sig selv i en reel blindgyde. Og enten vil parasitterne overgive sig og åbne en kiste med opfindelserne fra alle de videnskabsmænd, de har dræbt (hvilket er usandsynligt).

Eller parasitterne vil igen forsøge at arrangere en katastrofe på planetarisk skala for at drive alle tilbage i stenalderen og starte forfra - for dem er dette den ideelle mulighed.

Hvad skal vi "spise" med?

Det er et paradoks, men på trods af den enorme vej, som elektronik har gjort i løbet af de sidste 30 år, er alle mobile enheder stadig udstyret med lithium-ion-batterier, som kom på markedet allerede i 1991, hvor den sædvanlige cd-afspiller var ingeniørens højdepunkt. tænkt i bærbar teknologi.

Mange nyttige egenskaber ved nye prøver i elektronik og gadgets udjævnes af den sparsomme tid for strømforsyning af disse enheder fra et mobilbatteri. Videnskabelig sæbe og opfindere ville være trådt frem for længe siden, men de holdes af batteriets "anker".

Lad os tage et kig på, hvilke teknologier der kan transformere elektronikverdenen i fremtiden.

Først lidt historie

Oftest bruges lithium-ion (Li-ion) batterier i mobile enheder (laptops, mobiltelefoner, PDA'er og andre). Dette skyldes deres fordele i forhold til de tidligere meget brugte nikkel-metalhydrid (Ni-MH) og nikkel-cadmium (Ni-Cd) batterier.

Li-ion batterier har meget bedre parametre. Man skal dog huske på, at Ni-Cd-batterier har en vigtig fordel: evnen til at give høje afladningsstrømme. Denne egenskab er ikke kritisk vigtig, når du forsyner bærbare computere eller mobiltelefoner (hvor andelen af Li-ion når 80%, og deres andel bliver mere og mere), men der er en del enheder, der forbruger høje strømme, for eksempel alle slags af elværktøj, elektriske barbermaskiner osv. P. Indtil nu har disse enheder næsten udelukkende været domænet for Ni-Cd-batterier. Men på nuværende tidspunkt, især i forbindelse med begrænsningen af anvendelsen af cadmium i henhold til RoHS-direktivet, er forskningen i at skabe cadmiumfrie batterier med høj afladningsstrøm intensiveret.

Primære celler ("batterier") med en lithiumanode dukkede op i begyndelsen af 70'erne af det 20. århundrede og fandt hurtigt anvendelse på grund af deres høje specifikke energi og andre fordele. Således blev det langvarige ønske om at skabe en kemisk strømkilde med det mest aktive reduktionsmiddel, et alkalimetal, realiseret, hvilket gjorde det muligt dramatisk at øge både batteriets driftsspænding og dets specifikke energi. Hvis udviklingen af primære celler med en lithiumanode blev kronet med relativt hurtig succes, og sådanne celler fik deres plads som strømforsyninger til bærbart udstyr, så løb skabelsen af lithiumbatterier ind i fundamentale vanskeligheder, som tog mere end 20 år at overvinde.

Efter en del test gennem 1980'erne viste det sig, at problemet med lithiumbatterier er snoet rundt om lithiumelektroderne. Mere præcist omkring lithiums aktivitet: de processer, der fandt sted under drift, førte i sidste ende til en voldsom reaktion, kaldet "ventilation med emission af en flamme". I 1991 blev et stort antal genopladelige lithiumbatterier tilbagekaldt til fabrikkerne, som for første gang blev brugt som strømkilde til mobiltelefoner. Årsagen er, at der under en samtale, når det aktuelle forbrug er maksimalt, blev udsendt en flamme fra batteriet, som brændte ansigtet på mobiltelefonbrugeren.

På grund af den ustabilitet, der er iboende i metallisk lithium, især under opladning, er forskningen flyttet til området med at skabe et batteri uden brug af Li, men ved at bruge dets ioner. Selvom lithium-ion-batterier giver marginalt lavere energitæthed end lithium-batterier, er Li-ion-batterier sikre, når de leveres med de korrekte opladnings- og afladningsforhold. Men de ikke immun over for eksplosioner.

Også i denne retning, mens alting forsøger at udvikle sig og ikke stå stille. For eksempel har forskere fra Nanyang Technological University (Singapore) udviklet en ny type lithium-ion batteri med rekordstor ydeevne … For det første oplades den på 2 minutter til 70 % af dens maksimale kapacitet. For det andet har batteriet fungeret næsten uden nedbrydning i mere end 20 år.

Hvad kan vi forvente næste gang?

Natrium

Ifølge mange forskere er det dette alkalimetal, der skal erstatte det dyre og sjældne lithium, som i øvrigt er kemisk aktivt og brandfarligt. Funktionsprincippet for natriumbatterier ligner lithium - de bruger metalioner til at overføre ladning.

I mange år har forskere fra forskellige laboratorier og institutter kæmpet med ulemperne ved natriumteknologi, såsom langsom opladning og lav strøm. Nogle af dem formåede at løse problemet. For eksempel oplades præproduktionsprøver af poadBit-batterier på fem minutter og har halvanden til to gange kapaciteten. Efter at have modtaget flere priser i Europa, såsom Innovation Radar Prize, Eureka Innovest Award og flere andre, gik virksomheden videre til certificering, fabrikskonstruktion og opnåelse af patenter.

Grafen

Grafen er et fladt krystalgitter af kulstofatomer et atom tykt. Takket være dets enorme overfladeareal i et kompakt volumen, der er i stand til at lagre ladning, er grafen en ideel løsning til at skabe kompakte superkondensatorer.

Der findes allerede eksperimentelle modeller med en kapacitet på op til 10.000 Farads! En sådan superkondensator blev skabt af Sunvault Energy i samarbejde med Edison Power. Udviklerne hævder, at de i fremtiden vil præsentere en model, hvis energi vil være nok til at drive et helt hus.

Sådanne superkondensatorer har mange fordele: muligheden for en næsten øjeblikkelig opladning, miljøvenlighed, sikkerhed, kompakthed og også lave omkostninger. Takket være den nye teknologi til fremstilling af grafen, der ligner print på en 3D-printer, lover Sunvault omkostningerne til batterier næsten ti gange mindre end for lithium-ion-teknologier. Industriel produktion er dog stadig langt væk.

Sanvault har også konkurrenter. En gruppe videnskabsmænd fra University of Swinburn, Australien, afslørede også en grafen-superkondensator, som i kapacitet kan sammenlignes med lithium-ion-batterier. Den kan oplades på få sekunder. Derudover er det fleksibelt, hvilket gør det muligt at bruge det i enheder af forskellige formfaktorer og endda i smart tøj.

Atombatterier

Nukleare batterier er stadig meget dyre. For et par år siden var der Her er oplysningerne om atombatteriet. I den nærmeste fremtid vil de ikke være i stand til at konkurrere med de velkendte lithium-ion-batterier, men vi kan ikke undlade at nævne dem, for kilder, der kontinuerligt har genereret energi i 50 år, er meget mere interessante end genopladelige batterier.

Deres funktionsprincip ligner i en vis forstand driften af solceller, kun i stedet for solen er energikilden i dem isotoper med beta-stråling, som derefter absorberes af halvlederelementer.

I modsætning til gammastråling er betastråling praktisk talt harmløs. Det er en strøm af ladede partikler og er let skærmet af tynde lag af specielle materialer. Det absorberes også aktivt af luften.

I dag udføres udviklingen af sådanne batterier i mange institutter. I Rusland annoncerede NUST MISIS, MIPT og NPO Luch deres fælles arbejde i denne retning. Tidligere blev et lignende projekt lanceret af Tomsk Polytechnic University. I begge projekter er hovedstoffet nikkel-63, opnået ved neutronbestråling af nikkel-62-isotopen i en atomreaktor med yderligere radiokemisk bearbejdning og separation i gascentrifuger. Den første prototype af batteriet skulle være klar i 2017.

Sådanne beta-voltaiske strømforsyninger har imidlertid lav effekt og ekstremt dyre. I tilfælde af en russisk udvikling kan de anslåede omkostninger ved en miniature strømkilde være op til 4,5 millioner rubler.

Nickel-63 har også konkurrenter. For eksempel har University of Missouri eksperimenteret med strontium-90 i lang tid, og miniature beta-voltaiske batterier baseret på tritium kan findes kommercielt. Til en pris på omkring tusind dollars er de i stand til at drive forskellige pacemakere, sensorer eller kompensere for selvafladning af lithium-ion-batterier.

Eksperter er rolige indtil videre

På trods af tilgangen til masseproduktion af de første natriumbatterier og aktivt arbejde med grafenstrømforsyninger, forudser industrieksperter ingen revolutioner i de næste par år.

Virksomheden Liteko, der opererer under Rusnanos vinge og producerer lithium-ion-batterier i Rusland, mener, at der indtil videre ikke er nogen grund til en opbremsning i markedsvæksten. "Den konstante efterspørgsel efter lithium-ion-batterier skyldes primært deres høje specifikke energi (lagret pr. enhed af masse eller volumen). Ifølge denne parameter har de ingen konkurrenter blandt de genopladelige kemiske strømkilder, der produceres i serie i øjeblikket." kommentarer i virksomheden.

Men i tilfælde af kommerciel succes for de samme natrium poadBit-batterier, kan markedet omformateres i løbet af få år. Medmindre ejerne og aktionærerne ønsker at tjene ekstra penge på den nye teknologi.