Sprejová barva promění keramické dlaždice v baterii. Foto s laskavým svolením Rice University
Ještě před týdnem byl můj vztah s bateriemi čistě prozaický. Jistě, každou noc jsem nabíjel baterie mobilních telefonů a notebooků, ale bez větší rozvahy než čistit si zuby nebo přeskakovat kolem monologu Jaye Lena.
Pak přišel Derecho roku 2012 a já, stejně jako miliony dalších Američanů, ztratil moc dny, které vypadaly jako týdny. A já, stejně jako mnoho jiných, podlehl hysterii šťávy, posedlosti tvrdými nároky na pracovní místa na veřejných místech - Starbucks, knihovny, nákupní obchoďáky - abychom mohli oživit naše zařízení.
Dnes mám znovu moc. Také mám mnohem hlubší uznání za všechno elektrochemické. Protože ve světě, ve kterém nyní žijeme, je životnost baterií velmi velká, ať už nás to udržuje v každodenním spojení nebo klíčem k budoucnosti elektrických vozidel a obnovitelné energie.
Jak se ukázalo, minulý týden byl pro baterie obrovský. Den před bouří, která zmrzačila Washington, byla zveřejněna studie Nature Scientific Reports, která odhalila, že pracovní baterie byla vytvořena jednoduše nástřikem na povrch. Správně, síla z barvy.
Těžko uvěřit? Takto to dokázal tým vědců z Rice University v Texasu. Převedli na kapaliny pět složek lithium-iontové baterie - kladný proudový sběrač, záporný proudový sběrač, katodu, anodu a separátor - a poté stříkali každou z nich v extrémně tenkých vrstvách na různé povrchy. Malovali koupelnové dlaždice. Malovali sklo a nerezovou ocel. Malovali flexibilní film. Malovali keramický hrnek na pivo. Všichni byli schopni nést poplatek.
Dokonce spojili koupelnové dlaždice se solárním článkem. Podařilo se jim udržet LED displej - rozsvítil se RICE - zářící po dobu šesti hodin.
Stále jsme daleko od vás, abychom mohli váš chytrý telefon nabít hrnek na pivo, ale to by mohl být měnič her, pokud jde o otevírání nejrůznějších nových způsobů ukládání energie. A to by mohlo být výhoda pro solární energii jako zdroj energie v našich domovech.
Jak říká Neelam Singh, jeden z vědců rýže řekl: „Mohli byste svůj domov proměnit v baterii.“
Edisonův návrat?
Také minulý týden vědci ve Stanfordu oznámili, že dali nový život nikl-železné baterii, kterou Thomas Edison kdysi doufal, že bude pohánět auta. Asi před 100 lety byl Edison velkým věřitelem v elektrických automobilech. Baterie však tehdy nevyhovovaly, a tak prohrál se svým přítelem Henrym Fordem a benzínovým motorem.
Problém s těmito nikl-železnými bateriemi byl v tom, že byly bolestivě pomalé nabíjení a vybíjení. Ale skupina Stanford, využívající spíše nanotechnologie než pouhé míchání niklu a železa, dokázala baterii fungovat 1 000krát rychleji než stará verze. Nabití malé prototypové baterie trvalo jen dvě minuty.
Nikl-železné baterie nejsou dostatečně silné, aby poháněly dnešní elektromobily, ale pokud by se kombinovaly s nyní používaným lithium-iontovým modelem, mohly by dramaticky zkrátit čas potřebný k nabití elektrického vozidla, které nyní trvá hodiny. Toto nastavení také může umožnit, aby vozidlo skutečně zachytilo energii vytvořenou při použití brzd. A vysoká rychlost vybíjení by usnadnila zrychlení automobilu.
Ve stejné době je IBM mezi několika společnostmi, které se obávají strachu z obávaného dosahu - strach, že váš elektrický vůz dojde z ničeho uprostřed šťávy. Typický rozsah je nyní 100 mil za poplatek. IBM si však klade za cíl to zvýšit na 500 mil tím, že zušlechťuje lithium vzduchovou baterii.
Namísto zabudování kyslíku do baterie by lithiové modely vzduchu vyráběly energii tím, že by přijímaly kyslík z vnějšího vzduchu. Díky tomu by byly výrazně menší a lehčí než lithiové iontové baterie, které se nyní používají.
IBM byla schopna dostat tento koncept do práce v laboratoři. Ale čas na kontrolu reality. Pravděpodobně to bude nejméně dalších 10 let, než bude fungovat v autě.
Kdo ví, do té doby možná budete moci dobít své auto pomocí vaší nástřikem malované poštovní schránky, což bude bezpochyby vyžadovat nový důvod k bytí.
Nabíjení
Zde jsou novější zprávy o bateriích:
- Řezání šňůry: Je jen otázkou času, než majitelé elektrických vozidel nebudou muset nabíjet svá auta. Místo toho to budou moci udělat bezdrátově tím, že zaparkují na rohožích, které tuto práci vykonávají.
- Vložte to do banky: Obrovská banka baterií instalovaná poblíž kolejí začala šetřit spoustou peněz filadelfského metra. Zachycuje energii vytvářenou, když vlaky zpomalují na stanici, a dává ji zpět na trati, aby jim pomohla zrychlit.
- Nosím elektrické tělo: Dva inženýři z Jižní Karolíny dokázali proměnit tričko zakoupené v obchodě na látku, která mohla uložit elektrický náboj.
- Pomalá jízda ke svobodě: Vězni ve věznici v Brazílii mohou snížit své tresty každý den po každých 16 hodin, kdy jedou na stacionárním kole, které nabíjí baterie. Jejich pedálové síly pouliční osvětlení v nedalekém městě.
- Dává nový význam pojmu „knoflíkový nos“: A nyní je nevýhodou rozmachu baterií: Podle studie zveřejněné v časopise Pediatrics počet dětí, které jedou na pohotovostních sálech po spolknutí těchto knoflíkových baterií - nebo jejich lepení do jejich nosy nebo uši - se za posledních 20 let zdvojnásobil.
Video bonus Tady je trochu výbuchu z minulosti, kdy televizní reklamy přijaly výzvu, aby se pokusily vyrobit baterie zábavnými.
Více z Smithsonian.com:
Budou vysoké ceny plynu Jolt Electric Cars?
