A jövő technológiái, amelyeket nem akarnak lefordítani a világra

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Az én szemszögemből ezek a paraziták szokásos trükkjei. És mindez csak a haszon (profit) érdekében történik!

A jelenlegi civilizáció számára mindez a Tesla idejében történt. De a paraziták ekkor világosan megértették, hogy ha az emberek hozzáférnek az ingyenes energiához, akkor véget érnek.

Minden találmányt a kendő alá rejtettek, ahol most is vannak.

És ez mindaddig folytatódik, amíg a „tudomány” jelenlegi fejlődése nem temeti el valódi zsákutcába. És vagy a paraziták megadják magukat, és kinyitnak egy ládát az általuk megölt tudósok találmányaival (ami nem valószínű.)

Vagy a paraziták újra megpróbálnak egy bolygóléptékű katasztrófát rendezni, hogy mindenkit visszatereljenek a kőkorszakba, és mindent elölről kezdjenek – számukra ez az ideális lehetőség.

Mivel fogunk "enni"?

Paradoxon, de annak ellenére, hogy az elektronika az elmúlt 30 évben óriási utat járt be, minden mobilkészüléket még mindig lítium-ion akkumulátorokkal látnak el, amelyek már 1991-ben megjelentek a piacon, amikor a szokásos CD-lejátszó a mérnöki tudomány csúcsa volt. hordozható technológiában gondolkodik.

Az elektronikában és a kütyükben használt új minták számos hasznos tulajdonságát kiegyenlíti az ezeknek az eszközöknek a mobil akkumulátorról történő tápellátásának szűkös ideje. A tudományos szappan és a feltalálók már rég előreléptek volna, de az akkumulátor "horgonyja" tartja őket.

Nézzük meg, milyen technológiák képesek átalakítani az elektronika világát a jövőben.

Először is egy kis történelem

Leggyakrabban lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokat használnak mobil eszközökben (laptopokon, mobiltelefonokon, PDA-k és mások). Ez a korábban széles körben használt nikkel-fém-hidrid (Ni-MH) és nikkel-kadmium (Ni-Cd) akkumulátorokkal szembeni előnyeiknek köszönhető.

A Li-ion akkumulátorok paraméterei sokkal jobbak. Ugyanakkor szem előtt kell tartani, hogy a Ni-Cd akkumulátoroknak van egy fontos előnye: nagy kisülési áramot biztosítanak. Ez a tulajdonság nem kritikusan fontos laptopok vagy mobiltelefonok táplálásánál (ahol a Li-ion aránya eléri a 80%-ot és arányuk egyre nagyobb), de jó néhány olyan készülék van, amelyik nagy áramot fogyaszt, pl. elektromos szerszámok, elektromos borotvák stb. P. Eddig ezek az eszközök szinte kizárólag a Ni-Cd akkumulátorok területét képezték. Jelenleg azonban – különösen a kadmium felhasználásának az RoHS irányelv szerinti korlátozása kapcsán – felerősödtek a nagy kisülési áramú kadmiummentes akkumulátorok létrehozására irányuló kutatások.

A lítium anóddal ellátott primer cellák ("akkumulátorok") a 20. század 70-es éveinek elején jelentek meg, és nagy fajlagos energiájuk és egyéb előnyeik miatt gyorsan alkalmazásra találtak. Így megvalósult az a régóta fennálló vágy, hogy a legaktívabb redukálószerrel, egy alkálifémtel kémiai áramforrást hozzanak létre, amely lehetővé tette az akkumulátor üzemi feszültségének és fajlagos energiájának drámai növelését. Ha a lítium anóddal ellátott primer cellák fejlesztését viszonylag gyors siker koronázta, és az ilyen cellák szilárdan elfoglalták helyüket a hordozható berendezések tápegységeként, akkor a lítium akkumulátorok létrehozása alapvető nehézségekbe ütközött, amelyek leküzdése több mint 20 évig tartott.

Az 1980-as években végzett sok tesztelés után kiderült, hogy a lítium akkumulátorok problémája a lítium elektródák körül van. Pontosabban a lítium aktivitása körül: a működés közben lezajló folyamatok végül heves reakcióhoz, az úgynevezett "lángkibocsátással járó szellőzéshez" vezettek. 1991-ben nagyszámú lítium akkumulátort hívtak vissza a gyártó üzemekbe, amelyeket először használtak mobiltelefonok áramforrásaként. Ennek az az oka, hogy beszélgetés közben, amikor az áramfelvétel maximális volt, láng csapott ki az akkumulátorból, ami megégette a mobiltelefon használójának arcát.

A fémes lítiumban rejlő instabilitás miatt, különösen a töltés során, a kutatások a Li felhasználása nélkül, de annak ionjainak felhasználásával történő akkumulátor létrehozásának területére mozdultak el. Bár a lítium-ion akkumulátorok kismértékben alacsonyabb energiasűrűséget biztosítanak, mint a lítium akkumulátorok, a Li-ion akkumulátorok biztonságosak, ha megfelelő töltési és kisütési feltételekkel rendelkeznek. Azonban ők nem védett a robbanásokkal szemben.

Ebben az irányban is, miközben minden igyekszik fejlődni és nem állni. Például a Nanyang Technological University (Szingapúr) tudósai fejlesztették ki új típusú lítium-ion akkumulátor rekordteljesítményű … Először is, 2 perc alatt feltöltődik a maximális kapacitás 70%-ára. Másodszor, az akkumulátor több mint 20 éve szinte romlás nélkül működik.

Mire számíthatunk ezután?

Nátrium

Sok kutató szerint ennek az alkálifémnek kellene felváltania a drága és ritka lítiumot, amely ráadásul kémiailag aktív és tűzveszélyes is. A nátrium akkumulátorok működési elve hasonló a lítiumhoz - fémionokat használnak a töltés átvitelére.

A különböző laboratóriumok és intézetek tudósai sok éven át küszködtek a nátriumtechnológia hátrányaival, mint például a lassú töltés és az alacsony áramerősség. Néhányuknak sikerült megoldani a problémát. Például a poadBit akkumulátorok gyártás előtti mintái öt perc alatt töltődnek fel, és kapacitásuk másfél-kétszerese. Miután több európai díjat is kapott, mint például az Innovációs Radar Díjat, az Eureka Innovest Díjat és számos más elismerést, a vállalat a tanúsítás, a gyárépítés és a szabadalmak megszerzése felé kezdett.

Grafén

A grafén egy atom vastagságú szénatomokból álló lapos kristályrács. Kompakt térfogatú hatalmas felületének köszönhetően, amely képes töltés tárolására, a grafén ideális megoldás kompakt szuperkondenzátorok létrehozására.

Vannak már kísérleti modellek, amelyek kapacitása akár 10 000 Farad is lehet! Egy ilyen szuperkondenzátort a Sunvault Energy készített az Edison Power-rel közösen. A fejlesztők azt állítják, hogy a jövőben olyan modellt fognak bemutatni, amelynek energiája elegendő lesz egy egész ház áramellátására.

Az ilyen szuperkondenzátoroknak számos előnye van: szinte azonnali töltés lehetősége, környezetbarátság, biztonság, kompaktság és alacsony költség. A grafén előállítására szolgáló új technológiának köszönhetően, amely hasonló a 3D nyomtatón történő nyomtatáshoz, a Sunvault az akkumulátorok költségét csaknem tízszer alacsonyabb áron ígéri, mint a lítium-ion technológiáké. Az ipari termelés azonban még messze van.

A Sanvaultnak versenytársai is vannak. Az ausztráliai Swinburn Egyetem tudósainak egy csoportja egy grafén szuperkondenzátort is bemutatott, amely kapacitásában a lítium-ion akkumulátorokéhoz hasonlítható. Néhány másodperc alatt feltölthető. Ezenkívül rugalmas, ami lehetővé teszi, hogy különféle formájú eszközökben, sőt okos ruhákban is használható legyen.

Atom akkumulátorok

Az atomelemek még mindig nagyon drágák. Pár éve volt Itt található az atomelemről szóló információ. A közeljövőben nem tudják felvenni a versenyt a már jól ismert lítium-ion akkumulátorokkal, de nem mellőzhetjük őket, mert az 50 éve folyamatosan energiát termelő források sokkal érdekesebbek, mint az újratölthető akkumulátorok.

Működési elvük bizonyos értelemben hasonlít a napelemek működéséhez, csak a nap helyett az energiaforrás bennük a béta sugárzású izotópok, amelyeket aztán a félvezető elemek elnyelnek.

A gamma-sugárzással ellentétben a béta-sugárzás gyakorlatilag ártalmatlan. Ez egy töltött részecskék áramlása, és speciális anyagok vékony rétegei könnyen leárnyékolják. A levegő is aktívan felszívja.

Ma már számos intézetben fejlesztik az ilyen akkumulátorokat. Oroszországban a NUST MISIS, a MIPT és az NPO Luch bejelentette közös munkáját ebben az irányban. Korábban hasonló projektet indított a Tomszki Politechnikai Egyetem. Mindkét projektben a fő anyag a nikkel-63, amelyet a nikkel-62 izotóp neutronbesugárzásával nyernek egy atomreaktorban, további radiokémiai feldolgozással és gázcentrifugákban történő elválasztással. Az akkumulátor első prototípusának 2017-ben kell elkészülnie.

Az ilyen béta-voltaikus tápegységek azonban alacsony fogyasztásúak és rendkívül drágák. Orosz fejlesztés esetén egy miniatűr áramforrás becsült költsége akár 4,5 millió rubel is lehet.

A Nickel-63-nak versenytársai is vannak. Például a Missouri Egyetem régóta kísérletezik a stroncium-90-nel, és a kereskedelemben megtalálhatóak a miniatűr trícium alapú béta-voltaikus akkumulátorok. Ezer dollár körüli áron képesek különféle pacemakereket, szenzorokat táplálni, vagy kompenzálni a lítium-ion akkumulátorok önkisülését.

A szakértők egyelőre nyugodtak

Az első nátrium-akkumulátorok tömeggyártásának megközelítése és a grafén tápegységekkel kapcsolatos aktív munka ellenére az iparági szakértők nem jósolnak forradalmakat a következő néhány évre.

A Rusnano szárnya alatt működő Liteko cég, amely Oroszországban lítium-ion akkumulátorokat gyárt, úgy véli, egyelőre nincs ok a piaci növekedés lassulására. "A lítium-ion akkumulátorok iránti folyamatos kereslet elsősorban a nagy (tömeg- vagy térfogategységenként tárolt) fajlagos energiájuknak köszönhető. E paraméter szerint jelenleg nincs versenytársuk a sorozatban gyártott újratölthető vegyi áramforrások között." megjegyzéseket a cégnél.

Ugyanazon nátrium poadBit akkumulátorok kereskedelmi sikere esetén azonban a piac néhány éven belül újraformázható. Hacsak a tulajdonosok és részvényesek nem akarnak plusz pénzt keresni az új technológiával.