Kategorijas: Piedāvātie raksti » Interesantas elektriskās ziņas
Skatījumu skaits: 5793
Komentāri par rakstu: 0
10 labākās akumulatoru tehnoloģijas nākotnes enerģijas uzlādēšanai un uzkrāšanai
Visi digitālās ierīces, piemēram, atskaņotāji, viedtālruņi, balss ierakstītāji un citi valkājami sīkrīki, kā arī elektromobiļi kļūst arvien sarežģītāki to iespēju ziņā. Ierobežojumus galvenokārt nosaka ierobežots enerģijas daudzums akumulatoros.
Piemēram, viedtālrunis darbojas pēc nākamās uzlādes ne ilgāk kā 2 dienas. Tagad, ja baterijas uzlabojiet, padariet tos ietilpīgākus, tad darbu ar vienu uzlādi varētu vairākas reizes pagarināt.
Tomēr viedtālruņi diemžēl pēdējos 10 gados attīstās daudz ātrāk nekā akumulatora tehnoloģijas uzlabošana. Bet ir cerība uz uzlabojumiem, jo zinātne nestāv uz vietas, un pēdējos gados zinātnieki ir sākuši piedāvāt ļoti interesantus jaunus risinājumus. Tos var saukt par nākotnes akumulatoru tehnoloģiju. Pievērsīsim uzmanību dažiem no tiem.
1. Uzlādējiet elektrisko automašīnu 5 minūtēs un tālruni 30 sekundēs
2022. gadā Izraēlas uzņēmums StoreDot plāno sākt ražot baterijas elektriskajām automašīnām un sīkrīkus, kuru pamatā ir litija bateriju revolucionārā tehnoloģija. Šī tehnoloģija ļaus elektriskajiem transportlīdzekļiem atjaunot 500 kilometru attālumu tikai 5 minūtēs!
Viņi vēlas nomainīt grafītu, ko parasti izmanto litija baterijās, ar īpašu metalloīdu maisījumu, ieskaitot silīciju un dažus patentētus materiālus, kuri tikai nesen tika sintezēti uzņēmuma laboratorijā. Maisījuma veidošanās process ir mazāk toksisks, un kobalta daudzums baterijās samazināsies uz pusi. Starp citu, arī baterijas būs drošākas.
Pat uzņēmuma nosaukums StoreDot satur mājienu sīkām bioorganisko peptīdu molekulām, kas pazīstamas kā nanodoti, kas palielina lādiņu uzglabāšanas blīvumu un nodrošina akumulatorus, kuru pamatā ir jauna tehnoloģija ar ātru absorbciju un enerģijas uzkrāšanu.
Tikmēr zinātniekiem vēl nav jāpārvar dažas tehniskas grūtības, kas saistītas ar nepieciešamību lādēšanas laikā nodot ļoti lielu strāvu. Šim nolūkam ir nepieciešama modernāka kabeļu un savienotāju dzesēšanas sistēma gan automašīnas sistēmā, gan tieši uzlādes stacijā.
Fiziķis Viktors Krivčenko par daudzsološiem bateriju veidiem, pamatproblēmām litija un sēra enerģijas avotu ražošanā un post litija jonu akumulatoru priekšrocībām:
2. Kā uzlādēt tālruni no apkārtējā trokšņa
Britu zinātnieki ir izstrādājuši tālruni, kas var uzlādēt tikai no trokšņa, kas pastāvīgi stāv apkārt. Tehnoloģijas pamatā ir pjezoelektriskais efekts. Paši pjezoelektriskie nanoģeneratori zināmā nozīmē ilgu laiku ir nodarījuši lielu troksni.
Un tagad jau ir izveidoti specializēti šāda veida ģeneratori, kas strādā pie fona trokšņiem un rada no tā elektrisko strāvu, lai uzlādētu mazas baterijas. Faktiski tālrunis tiek uzlādēts no trokšņiem, kas vienmēr bija uz cilvēku nerviem, un tagad tas var dot taustāmus ieguvumus.
Pētnieki izveidoja īpašu maisījumu, kurā tika pievienots cinka oksīds, un ar šo maisījumu vienkārši pārklāja sīkrīka virsmu. Tādējādi virsma, kas pilnībā pārklāta ar pjezoelektriskiem nanododiem, izrādījās enerģiju ģenerējošā aparāta virsma. Šie nanorodi ir ļoti jutīgi pret skaņas viļņiem un saliec pat no ļoti vāja skaņas spiediena.
Nanoģeneratori pārveido šīs svārstības elektriskā strāvā, kuras enerģija ir pietiekama akumulatora uzlādēšanai.Papildus trokšņa skaņas viļņu konvertēšanai nanoģeneratori strādā arī no balss, kas skan sarunas laikā, tā ka, vienkārši runājot pa tālruni, lietotājs jau daļēji atjauno akumulatora uzlādi.
3. Palieliniet akumulatora ietilpību ar tīru silīciju, kas iegūts no smiltīm
Riversaidas universitātē pētnieku grupa, meklējot alternatīvu pieeju litija jonu akumulatoriem, nolēma tradicionālo grafītu aizstāt ar parasto smilti. Sākotnēji zinātnieki atzīmēja nanosizēta silīcija ātras noārdīšanās problēmu, ko arī ir ļoti grūti iegūt rūpnieciskos daudzumos. Pēc tam zinātnieki nolēma izmēģināt parasto pieejamo smilšu izmantošanu.
Smiltis ir viegli tīrāmas, un to ir viegli uzklāt pulvera formā. Attīrītās smiltis tika samitrinātas ar sāli un magniju, pēc tam uzkarsētas, lai noņemtu skābekli. Tā mēs ieguvām tīru porainas struktūras silīciju, kas ļāva trīs reizes palielināt elementa ietilpību, kā arī palielināt tā izmantošanas efektivitāti un palielināt kalpošanas laiku! Ražošana ir lēta un videi draudzīga.
Baterijas kokvilnai, kafijas pupiņām un bumbai:Oglekļa baterijas aizvieto litiju
4. Uzlādējiet savu viedtālruni, atrodoties ceļā
Pat visparastākās drēbes var izmantot kā elektrības ģeneratoru, nedaudz to modificējot, saka pētnieki no Surrejas universitātes Manor Park (Anglija). Viņi ierosina izmantot tā saucamos triboelektriskos nanoģeneratorus, kas spēj pārveidot apģērba virsmas kustības enerģiju elektriskā lādiņā. Šādā veidā saražoto elektroenerģiju var uzglabāt un pēc tam pārsūtīt uz parasto litija akumulatoru vai tieši darbināt ar pārnēsājamu ierīci (atskaņotāju, tālruni utt.).
Principā triboelektrisko nanoģeneratoru tehnoloģijai nav praktisku ierobežojumu, to var ieviest pat māju sienās, bruģakmens plāksnēs, koku stumbros un zaros, automašīnu riepās utt. - visur, kur ir vibrācija vai berze. Šāda sistēma ļautu izmantot enerģiju, kas rodas, pārvietojoties jebkam - uzlādēt naktsgaismas baterijas, ierīces, sīkrīkus un tamlīdzīgus. Vairāk par to:Nanoģeneratori portatīvo ierīču uzlādēšanai
5. Ultraskaņas veidā nododiet enerģiju akumulatoram
Ideja pārnest elektrisko enerģiju “pa gaisu” nav jauna. Bet kāpēc gan neizmēģināt šim nolūkam izmantot ultraskaņu? Astrobiologs Meredith Perry ierosina integrēt ultraskaņas raidītājus interjera elementos. Noteikta diapazona ultraskaņa nav dzirdama cilvēkiem un dzīvniekiem, tāpēc skaņas viļņus diezgan droši var nosūtīt tieši uz sīkrīku, tādējādi nodrošinot bezvadu uzlādi.
Šādā sistēmā kā raidītājs kalpo 5,5 mm bieza plāksne, kuru automātiski ieslēdz tikai tad, kad uzlādējams sīkrīks atrodas tā darbības zonā. Ultraskaņas enerģijas vilnis tiek virzīts fokusēta staru formā, un to saņem plakans uztvērējs, kas uzstādīts uz uzlādējamas ierīces. Atšķirībā no Wi-Fi, ultraskaņas uBeam sistēma nevar pārvarēt sienas, bet enerģija tiek nosūtīta ļoti koncentrēti.
Bezgalīgas dzīves baterijas
Jebkura veida akumulatoru problēma ir ierobežots dzīves ciklu skaits, tas ir, tos var uzlādēt un izlādēt nevis bezgalīgi vairākas reizes. Būtu jauki izveidot akumulatoru, kuru nekad nevarētu aizstāt ar jaunu, bet, ja nepieciešams, vienkārši uzlādēt un darīt to tik reižu, cik vēlaties. Kalifornijas universitātē Irvins izveidoja gandrīz tik ideālu akumulatoru!
Pētnieki ir izstrādājuši akumulatoru, kura pamatā ir zelta nanvadi, kas var izturēt līdz 200 000 uzlādes-izlādes ciklu, nesamazinot jaudu.Elektroinstalācija tūkstošiem reižu plānāka nekā matiem ļauj radīt milzīgas virsmas laukumus ar pietiekami augstu vadītspēju. Nanowires ir pārklātas ar īpašu apvalku, kas izgatavots no hēlija elektrolīta un mangāna dioksīda, kas ļāva iegūt pilnīgu izturību pret sadalīšanos. Šis lēmums mūsdienās tiek uzskatīts par vienu no daudzsološākajiem.
7. Grafēns paver jaunus apvāršņus
Grabat ir izveidojis baterijas, kuru pamatā ir īpaša oglekļa forma - grafēns. Mūsdienās grafēna baterijas ir labākās pieejamās tirgū. Tie ļauj, piemēram, ar vienu uzlādi nobraukt elektrisko automašīnu 750 kilometrus.
Principā šādas baterijas spēj uzlādēt dažās minūtēs un dod lādiņu 30 reizes intensīvāku nekā litija jonu priekšgājēji. Jau šādas baterijas tiek uzstādītas bezpilota lidaparātos, turklāt tās gūst arvien lielāku popularitāti elektriskajos transportlīdzekļos un kā mājas elektrostaciju piedziņas ierīces.
8. Putu baterijas solās būt lētas
Prieto inženieri paļaujas uz cietvielu baterijām, kas izveidotas, drukājot, un uz vara putu bāzes ar elektropolimerizētu separatoru. Tādējādi uzņēmums plāno izveidot drošākās, lētākās, ātri uzlādējamās un ilgstošās baterijas, kuru uzlādes blīvums būs 5 reizes lielāks nekā mūsdienu litija baterijām.
9. Nātrijs - litija konkurents
Nātrijs ir viens no pieejamākajiem ķīmiskajiem elementiem uz planētas. Tieši no nātrija zinātnieku grupa no Japānas plāno ražot jauna veida akumulatorus. Retais litijs šeit nav vajadzīgs, un jauda solās būt 7 reizes augstāka nekā tā!
Kopš 19. gadsimta 80. gadiem nātrijs ir aktīvi pētīts kā enerģijas avotu pamats, un tagad, izmantojot sāli un modernās tehnoloģijas, ir kļuvis tehniski iespējams padarīt nātrija jonu akumulatoru pietiekami lētu. Tomēr ir paredzams, ka paies vēl vairāki gadi pirms plašas praktiskas ieviešanas sākuma.
10. Ūdeņradis sīkrīku uzlādēšanai
Nesen pārdošanā parādījās pilnīgi neparasti viedie lādētāji mobilajām ierīcēm, kuras darbina ar ūdeņraža degvielu. Šis produkts tiek saukts par Upp. Ūdeņradis ir drošs videi, un uzlādēšanas laikā rodas tikai ūdens tvaiki. Ar vienu ūdeņraža elementu pietiek 5 pilnām vidējā viedtālruņa uzlādēm. Pašlaik ierīce nav īpaši pieprasīta augsto izmaksu dēļ, taču ideja daudziem šķiet ļoti interesanta un daudzsološa.
5 neparasti nākotnes saules paneļi
Skatīt arī vietnē e.imadeself.com
: