Технологии на бъдещето, които не искат да се преведат в света

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

От моя гледна точка това са обичайните трикове на паразитите. И всичко това се прави само с цел печалба (печалба)!

За сегашната цивилизация всичко това се случи по времето на Тесла. Но тогава паразитите ясно разбраха, че ако хората имат достъп до безплатна енергия, те ще свършат.

Всички изобретения бяха скрити под кърпата, където са всички сега.

И това ще продължи до момента, в който сегашното развитие на "науката" не се зарови в истинска безизходица. И или паразитите ще се предадат и ще отворят сандък с изобретенията на всички учени, които са убили (което е малко вероятно).

Или паразитите отново ще се опитат да уредят катастрофа в планетарен мащаб, за да върнат всички обратно в каменната ера и да започнат отначало - за тях това е идеалният вариант.

С какво ще се "ядем"?

Това е парадокс, но въпреки огромния път, който електрониката направи през последните 30 години, всички мобилни устройства все още са оборудвани с литиево-йонни батерии, които навлязоха на пазара още през 1991 г., когато обичайният CD плейър беше върхът на инженерството мисъл в преносимите технологии.

Много полезни свойства на новите образци в електрониката и джаджи се изравняват от оскъдното време на захранване на тези устройства от мобилна батерия. Научният сапун и изобретателите отдавна биха стъпили напред, но те се пазят от "котвата" на батерията.

Нека да разгледаме какви технологии могат да трансформират света на електрониката в бъдеще.

Първо, малко история

Най-често литиево-йонните (Li-ion) батерии се използват в мобилни устройства (лаптопи, мобилни телефони, PDA и други). Това се дължи на техните предимства пред широко използваните преди това никел-металхидридни (Ni-MH) и никел-кадмиеви (Ni-Cd) батерии.

Литиево-йонните батерии имат много по-добри параметри. Трябва обаче да се има предвид, че Ni-Cd батериите имат едно важно предимство: способността да осигуряват високи разрядни токове. Това свойство не е критично важно при захранване на лаптопи или мобилни телефони (където делът на Li-ion достига 80% и техният дял става все повече и повече), но има доста устройства, които консумират големи токове, например всякакви на електрически инструменти, електрически самобръсначки и др. P. Досега тези устройства са били почти изцяло домейн на Ni-Cd батерии. Понастоящем обаче, особено във връзка с ограничаването на употребата на кадмий в съответствие с директивата RoHS, се засилиха изследванията за създаването на безкадмиеви батерии с висок разряден ток.

Първичните клетки („батерии“) с литиев анод се появяват в началото на 70-те години на 20-ти век и бързо намират приложение поради високата си специфична енергия и други предимства. По този начин се осъществи дългогодишното желание за създаване на химически източник на ток с най-активния редуктор, алкален метал, което позволи драстично да се увеличи както работното напрежение на батерията, така и нейната специфична енергия. Ако развитието на първични клетки с литиев анод беше увенчано с относително бърз успех и такива клетки твърдо заеха мястото си като захранващи устройства за преносимо оборудване, тогава създаването на литиеви батерии се сблъска с фундаментални трудности, преодоляване на които отне повече от 20 години.

След много тестове през 80-те години на миналия век се оказа, че проблемът с литиевите батерии е усукан около литиевите електроди. По-точно около активността на лития: процесите, протичащи по време на работа, в крайна сметка доведоха до бурна реакция, наречена "вентилация с излъчване на пламък". През 1991 г. голям брой литиеви акумулаторни батерии са изтеглени в заводите за производство, които за първи път се използват като източник на енергия за мобилни телефони. Причината е, че по време на разговор, когато консумацията на ток е максимална, от батерията е излъчен пламък, изгарящ лицето на потребителя на мобилния телефон.

Поради нестабилността, присъща на металния литий, особено по време на зареждане, изследванията се преместиха в областта на създаването на батерия без използването на Li, но с помощта на неговите йони. Въпреки че литиево-йонните батерии осигуряват незначително по-ниска енергийна плътност от литиевите батерии, литиево-йонните батерии са безопасни, когато са осигурени с правилните условия на зареждане и разреждане. Те обаче не е имунизиран срещу експлозии.

В тази посока също, докато всичко се опитва да се развива и да не стои на едно място. Например учени от технологичния университет Нанянг (Сингапур) са разработили нов тип литиево-йонна батерия с рекордна производителност … Първо, той се зарежда за 2 минути до 70% от максималния си капацитет. Второ, батерията работи почти без влошаване повече от 20 години.

Какво можем да очакваме след това?

натрий

Според много изследователи именно този алкален метал трябва да замени скъпия и рядък литий, който освен това е химически активен и пожароопасен. Принципът на работа на натриевите батерии е подобен на литиевите - те използват метални йони за прехвърляне на заряд.

В продължение на много години учени от различни лаборатории и институти се борят с недостатъците на натриевата технология, като бавно зареждане и ниски токове. Някои от тях успяха да решат проблема. Например, предпроизводствените мостри на батериите poadBit се зареждат за пет минути и имат един и половина до два пъти по-голям капацитет. След като получи няколко награди в Европа, като наградата Innovation Radar, наградата Eureka Innovest и няколко други, компанията премина към сертифициране, изграждане на фабрики и получаване на патенти.

Графен

Графенът е плоска кристална решетка от въглеродни атоми с дебелина един атом. Благодарение на огромната си повърхност в компактен обем, способен да съхранява заряд, графенът е идеално решение за създаване на компактни суперкондензатори.

Вече има експериментални модели с капацитет до 10 000 Фарада! Такъв суперкондензатор е създаден от Sunvault Energy във връзка с Edison Power. Разработчиците твърдят, че в бъдеще ще представят модел, чиято енергия ще бъде достатъчна за захранване на цяла къща.

Такива суперкондензатори имат много предимства: възможност за почти моментално зареждане, екологичност, безопасност, компактност, а също и ниска цена. Благодарение на новата технология за производство на графен, подобна на печата на 3D принтер, Sunvault обещава цената на батериите почти десет пъти по-ниска от тази на литиево-йонните технологии. Индустриалното производство обаче все още е далеч.

Sanvault също има конкуренти. Група учени от университета в Суинбърн, Австралия, също разкриха графенов суперкондензатор, който е сравним по капацитет с литиево-йонните батерии. Може да се зареди за няколко секунди. Освен това е гъвкав, което ще позволи да се използва в устройства с различни форм-фактори и дори в умни дрехи.

Атомни батерии

Ядрените батерии все още са много скъпи. Преди няколко години имаше Ето информацията за ядрената батерия. В близко бъдеще те няма да могат да се конкурират с познатите литиево-йонни батерии, но не можем да не ги споменем, защото източниците, които непрекъснато генерират енергия в продължение на 50 години, са много по-интересни от акумулаторните батерии.

Техният принцип на действие в известен смисъл е подобен на действието на слънчевите клетки, само че вместо слънцето източникът на енергия в тях са изотопи с бета-лъчение, което след това се поглъща от полупроводникови елементи.

За разлика от гама-лъчението, бета-лъчението е практически безвредно. Това е поток от заредени частици и лесно се екранира от тънки слоеве от специални материали. Освен това се абсорбира активно от въздуха.

Днес разработването на такива батерии се извършва в много институти. В Русия NUST MISIS, МФТИ и НПО Луч обявиха съвместната си работа в тази посока. По-рано подобен проект стартира Томският политехнически университет. И в двата проекта основното вещество е никел-63, получен чрез неутронно облъчване на изотопа никел-62 в ядрен реактор с по-нататъшна радиохимична обработка и разделяне в газови центрофуги. Първият прототип на батерията трябва да бъде готов през 2017 г.

Въпреки това, такива бета-волтаични захранвания са с ниска мощност и изключително скъпи. В случай на руска разработка, прогнозната цена на миниатюрен източник на захранване може да бъде до 4,5 милиона рубли.

Никел-63 също има конкуренти. Например, Университетът на Мисури експериментира със стронций-90 от дълго време и миниатюрни бета-волтаични батерии на базата на тритий могат да бъдат намерени в търговската мрежа. На цена от района на хиляда долара те са в състояние да захранват различни пейсмейкъри, сензори или да компенсират саморазряда на литиево-йонни батерии.

Експертите засега са спокойни

Въпреки подхода към масовото производство на първите натриеви батерии и активната работа върху графеновите захранвания, експертите в индустрията не предвиждат никакви революции за следващите няколко години.

Компанията Литеко, която работи под крилото на Руснано и произвежда литиево-йонни батерии в Русия, смята, че засега няма причини за забавяне на растежа на пазара. „Постоянното търсене на литиево-йонни батерии се дължи преди всичко на тяхната висока специфична енергия (съхранена на единица маса или обем). Според този параметър те нямат конкуренти сред презареждащите се химически източници на енергия, произвеждани серийно в момента“, коментари в компанията.

Въпреки това, в случай на търговски успех на същите натриеви poadBit батерии, пазарът може да бъде преформатиран за няколко години. Освен ако собствениците и акционерите не искат да спечелят допълнителни пари от новата технология.