აქ მოცემულია ბატარეის ტექნოლოგიის უახლოესი მომავალი

იმ დროისთვის, როდესაც პოლკოვნიკი ბრენტ უილსონი გახდა ბაზის მეთაური ოაჰუს კემპ სმიტში, ის განლაგებული იყო ყურეში და ერაყის ომებში და ხელმძღვანელობდა მრავალ თავდაცვით ოპერაციას კოსოვოში. მაგრამ ის მტერი, რომელიც მას ჰავაის ბაზაზე შეხვდა, განსხვავდებოდა ბრძოლის ველზე, როგორც საზღვაო ქვეითთა ​​კორპუსის ვერტმფრენის პილოტი. მას უნდა შეებრძოლა მოძველებულ ენერგეტიკულ ინფრასტრუქტურას, რომელსაც რეგულარულად არღვევს ტროპიკული ამინდი.

„მთელი ელექტროგადამცემი ქსელი რეგულარულად იშლებოდა და გვაშორებდა ბიზნესს“, - განმარტავს ვილსონი, რომელიც იმ დროს ასევე იმ გუნდის ნაწილი იყო, რომელიც პასუხისმგებელი იყო თავდაცვის ოპერაციებზე მთელს წყნარ ოკეანეში. ”თქვენ ნამდვილად არ შეგიძლიათ ამის გაკეთება.”

მაგრამ ცუდი ინფრასტრუქტურის წინააღმდეგ ბრძოლას ასევე ჰყავდა გამოუყენებელი მოკავშირე: მზის შუქი. უილსონმა დაიწყო ინსტალაციის კამპანია მზის პანელები და სამრეწველო ბატარეები, რომლებსაც შეუძლიათ შეინარჩუნონ ოპერაციის სასიცოცხლო ნაწილები ინტერნეტში, როდესაც ქარიშხალი მოვიდა. ეს გამოცდილება საბოლოოდ დაეხმარა მას ტრამპლინში მეორე კარიერაში: საკმარისად დიდი ბატარეების გაყიდვა, რომ თქვენი სახლი ქსელიდან გამოსულიყო.

ბატარეის ბუმი

ბატარეების ბაზარი გაიზარდა ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში და მოსალოდნელია, რომ მომდევნო ხუთი წლის განმავლობაში კიდევ 12%-ით გაიზრდება. მორდორის დაზვერვა. 2025 წლისთვის ეს იქნება 90 მილიარდი დოლარის ბაზარი. გასული ათწლეულის განმავლობაში, კომპანიებმა, როგორიცაა Tesla, Dyson და Daimler, ყველამ მილიარდი დოლარის ინვესტიცია განახორციელეს ინდუსტრიაში, ან შეიძინეს მცირე კომპანიები ან ააშენეს ახალი ქარხნები. თუ რომ კლასიკური სცენა კურსდამთავრებული დღეს გადაიღეს, ერთსიტყვიანი კარიერული რჩევა დასტინ ჰოფმანის პერსონაჟისთვის არ იქნებოდა „პლასტიკა“, ეს იქნებოდა „ბატარეები“.

რა უბიძგებს მთელ ამ ზრდას? ლითიუმ-იონური ბატარეის ფასი მცირდება, პერსონალური ელექტრონიკა და ელექტრო მანქანები ტრიალებს მათში, და, სხვა ფაქტორებთან ერთად, უფრო მეტი სახლის მფლობელები და ენერგეტიკული კომპანიები, რომლებიც ცდილობენ შეინახონ მზის და ქარი ენერგია.

ამ ზრდასთან ერთად ბევრი ნარჩენი მოდის. სამწუხაროდ, ბატარეების უმეტესობა ნაგავსაყრელებზე იშლება. ლითიუმ-იონური უჯრედების გადამუშავების მაჩვენებლები საშინელია: დაახლოებით 5% შეერთებული შტატებისა და ევროკავშირისთვის. მკვლევარები პოულობენ გზებს, რათა ლითიუმ-იონური ბატარეები უფრო გადამუშავებადი გახადონ, მაგრამ მაშინაც კი, თუ ეს მოხდება, ჩვენ მაინც გვჭირდება შეცვალეთ ადამიანებისა და კორპორაციების ჩვევები, რომლებიც საერთოდ არ ამუშავებენ ბატარეებს და ანადგურებენ მათ ბატარეებში გადაყრით ნაგავი.

გარდა ამისა, ზოგიერთი ექსპერტი ამბობს, რომ ლითიუმის შეზღუდული რაოდენობაა ხელმისაწვდომი, თუმცა რამდენად შეზღუდულია დებატებისთვის. მისი და კობალტის მოპოვება (რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ლითიუმ-იონური ბატარეის დადებითი ელექტროდისთვის) ეკოლოგიურად მაღალია და ადამიანური ღირებულება. გარდა ამისა, კობალტის ფასი მნიშვნელოვნად გაიზარდა ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში.

ეს ყველაფერი ბადებს კითხვას: არის თუ არა იქ უფრო იაფი, ეკოლოგიურად სუფთა ბატარეები? შეიძლება რამე უკეთესი გამოვიყენოთ? რას ელის მომავალი?

ბევრი ადამიანი იკვლევს შესაძლებლობები. 1990-იანი წლებიდან 300000-ზე მეტი ბატარეასთან დაკავშირებული პატენტები შეტანილი იქნა (მხოლოდ 2017 წელს 30000-ზე მეტი). მიუხედავად იმისა, რომ ამ გამოგონებების დიდი პროცენტი დაკავშირებულია ლითიუმ-იონურ ტექნოლოგიასთან, ბევრი სამუშაო კეთდება მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტზე, სილიკონზე დაფუძნებულ ანოდზე. ლითიუმ-ჰაერი, გრაფენი და სხვა ვარიანტები, რომელთაგან ზოგიერთი ეკოლოგიურად სუფთაა, ზოგი კი ეკოლოგიურად არ ჯობია ლითიუმ-იონს, მაგრამ შესაძლოა მეტიც ეფექტური.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ ახალი ტიპის ბატარეების უმეტესობა, სავარაუდოდ, არ იქნება გაყიდვაში ისე ფართოდ, როგორც ლითიუმ-იონი (ყოველ შემთხვევაში, მომდევნო რამდენიმე ათწლეულში), მათ შეუძლიათ მოემსახურონ მართლაც დიდ ნიშან ბაზრებს. აქ არის რამდენიმე პოპულარული.

ლითიუმის რკინის ფოსფატი

მალევე პოლ. უილსონი სამხედრო სამსახურიდან გადადგა, მზის პანელების კომპანიის აღმასრულებლებმა სთხოვეს მას ენერგო შენახვის წლების განმავლობაში შეძენილიყო. ცოდნა (ჯარი ბატარეის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი მომხმარებელია მსოფლიოში), გაემგზავრეთ ლას-ვეგასში CES-ში და გამოიკვლიეთ სახლის ამჟამინდელი მოსავალი ბატარეები. მოგზაურობის შემდეგ მან შექმნა გიგანტური ცხრილი, რათა აეხსნა, თუ რატომ იყო უკმაყოფილო მის მიერ ნანახი ვარიანტებით. საუკეთესო ბატარეები ან ზედმეტად ძვირი იყო სახლის საშუალო მფლობელისთვის ($30,000-ზე მეტი) ან არ ჰქონდათ საკმარისი ენერგია. შემდეგ ის მუშაობდა ნეოვოლტა ბატარეების ხაზის შესაქმნელად, რომელიც, როგორც წესი, ძალიან დაბალი ორნიშნა ციფრებით ღირს.

ეკოლოგიურად მოაზროვნე ქიმიკატები ამას სწრაფად გეტყვიან ლითიუმ-რკინა-ფოსფატი ენერგიის შენახვა არის კიდევ ერთი ტიპის ლითიუმ-იონური ბატარეა, თუმცა ერთი მნიშვნელოვანი უპირატესობებით: ის უფრო იაფია, აქვს მეტი მკვრივი ენერგია, უფრო ხანგრძლივი სიცოცხლე და არ დაიწვება, თუ შიგთავსი გასკდება (რაც შეიძლება მოხდეს ლითიუმ-იონის შემთხვევაში ბატარეები). უარყოფითი მხარეები? ის უკიდურესად მძიმეა (ამიტომაც ჯობია, რომ თქვენს უკანა ვერანდაზე იჯდეს და არა ტელეფონში), კორპუსში კვლავ ლითიუმია და გადამუშავების გზა გაურკვეველია.

როგორც ასეთი, რამდენიმემ მიიღო ლითიუმ-რკინა-ფოსფატის ბატარეები, რაც ართულებს იმის ცოდნას, თუ რამდენად კარგია მათი გადამუშავების სიჩქარე. ზოგიერთი მკვლევარი ამტკიცებს, რომ მათი შემადგენელ ნაწილებად დაყოფა უფრო ადვილია.

ლითიუმ-გოგირდის

ზოგიერთი ექსპერტი დებს ფსონს ლითიუმ-გოგირდის ენერგიის შენახვაზე, რათა ჩაანაცვლოს ლითიუმ-იონი, რადგან ბატარეები, როგორც წესი, უფრო მსუბუქი და ენერგიით მკვრივია. გოგირდი ასევე უხვი და იაფია.

რა განსხვავებაა ლითიუმ-იონურ და ლითიუმ-გოგირდის ბატარეებს შორის? პროფესორი ლინდა ნაზარი, რომლის ლაბორატორია კანადის ვატერლოოს უნივერსიტეტში სწავლობდა ლითიუმ-გოგირდის ბატარეებს ბოლო 10 წლის განმავლობაში, იყენებს პარკირების ავტოფარეხის ანალოგიას განსხვავებების აღსაწერად. მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმ-იონური ბატარეის დატენვა და განმუხტვა ჰგავს მანქანების ტარებას ავტოფარეხში და მის გარეთ, ლითიუმ-გოგირდის ბატარეა „თითქმის ანგრევს პარკირების ავტოფარეხის მთელ სტრუქტურას და შემდეგ აღადგენს მას, როცა დატენავთ უჯრედი.”

ქიმიური რეაქცია ჰგავს იმას, რაც ხდება ტყვიის მჟავა ბატარეაში, სადაც ხდება სრული სტრუქტურული და ქიმიური ტრანსფორმაცია. ამ "კონვერტაციის" ბატარეებს აქვთ საკუთარი უპირატესობები და გამოწვევები. „მათ აქვთ უპირატესობა, რომ შეუძლიათ მეტი ელექტრონის შენახვა“, - ამბობს ნაზარი. მეორეს მხრივ, გოგირდს აქვს შედარებით დაბალი გამტარობა და ბატარეების მოცულობა იცვლება განმუხტვის შემდეგ. ვატერლოოს უნივერსიტეტის ლაბორატორიის გუნდი ამუშავებს ელემენტებს, რათა გაზარდოს ციკლის ხანგრძლივობა და ოპტიმიზაცია გაუწიოს ბატარეის რეაქციას. თუ ბატარეის ზოგიერთი გამოწვევა მოგვარდება, ნაზარი ითვალისწინებს მათ გამოყენებას ავიაციაში და თვითმფრინავებშიც. The ზეფირის თვითმფრინავები და უპილოტო საფრენი აპარატები, რომლებმაც შეასრულეს ზოგიერთი გრძელი ფრენა ელექტროენერგიით, ხშირად ეყრდნობიან ლითიუმ-გოგირდის ბატარეებს.

ნატრიუმ-იონი

როგორც ირკვევა, პერიოდული ცხრილის ელემენტი, რომელიც ასე საზიანოა თქვენი გულისთვის, საკმაოდ კარგია ბატარეებისთვის. ნატრიუმ-იონური ბატარეების კვლევა დაიწყო 1970-იან წლებში, დაახლოებით იმავე დროს ლითიუმ-იონური ენერგიის შესანახად. ეს ორი ელემენტი მეზობელია პერიოდულ სისტემაზე. შემდეგ ლითიუმ-იონი აფრინდა და ნატრიუმ-იონი ასევე ნაკლებად ენერგიულად ითვლებოდა - მომდევნო სამი ათწლეულის განმავლობაში.

"ის ირგვლივ საუკეთესოდ გამოიყურება", - ამბობს ნაზარი, რომლის ლაბორატორია ასევე მუშაობს ნატრიუმზე დაფუძნებული ენერგიის შესანახად. „ნატრიუმ-იონური ბატარეები იძლევა შესაძლებლობას იმუშაოს დედამიწაზე უხვად ელემენტებთან - პოზიტიურ ელექტროდებთან, როგორიცაა რკინა, მანგანუმი და ტიტანი - ელემენტები, რომლებიც გაცილებით დაბალი ფასია. მაგრამ ამ ქიმიის კარგად მუშაობა გამოწვევაა, რადგან ის უბრალოდ არ არის იგივე, რაც ლითიუმი. ”

ნაზარი აღნიშნავს, რომ ზოგიერთი კომპანია არ ფიქრობს, რომ ნატრიუმ-იონურ ბატარეებში ინვესტიცია არ ღირს, რადგან ლითიუმ-იონური ბატარეების ღირებულება მუდმივად ეცემა.

”ვფიქრობ, რომ ღირს დიდი რესურსის ინვესტირება ნატრიუმ-იონურ ბატარეებში,” - ამბობს ის. „თუ იქნება ა-ჰა მომენტი, რომელშიც ნატრიუმ-იონური ბატარეები მართლაც კარგად მუშაობენ, მაღალი ენერგიის სიმკვრივით, ეს იქნება უზარმაზარი წინგადადგმული ნაბიჯი“.

Შაქარი

გინდ დაიჯერეთ თუ არა, შეგიძლიათ ბატარეა შაქარზე დაუშვათ, როგორც პატარა ბავშვმა წამოხტა ნამცხვრებზე. Sony-მ პირველად გამოაქვეყნა კვლევა იმ რეაქციის შესახებ, რომლის დროსაც მალტოდექსტრინი იჟანგება ენერგიის შესაქმნელად 2007 წელს. მიუხედავად იმისა, რომ შაქრის ბატარეების მასალების ხელმისაწვდომობა და ეკოლოგიურად კეთილგანწყობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე ლითიუმ-იონური ბატარეები, მათი ქიმიური რეაქციის შედეგად შექმნილი ძაბვა საგრძნობლად დაბალია. ასე რომ, თქვენ ალბათ მოგინდებათ თავი შეიკავოთ თქვენი ტესლას ყუთით Crunchberries-ით კვებაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ ორიგინალური კონცეფცია პირველად 2007 წელს გამოჩნდა, შაქრის ბატარეა კონცეფციას ჯერ კიდევ აქვს მასში დარჩენილი წვენი. 2016 წელს მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის გუნდმა პროფესორ მაიკლ სტრანოს ხელმძღვანელობით შექმნა მოწყობილობა სახელწოდებით Thermopower Wave, რომელიც ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე წინა შაქრის ბატარეის ინკარნაციები და შეუძლია კომერციული LED-ის ენერგია მსუბუქი. ეს არის ამაღელვებელი განვითარება, რადგან შაქარი ძალიან უხვადაა, ასე რომ, თუ ჩვენ შევძლებთ ამ ბატარეების წარმოების სიცოცხლისუნარიან გზას, ჩვენ შეგვიძლია, სავარაუდოდ, სწრაფად გავაფართოვოთ ეს ტექნოლოგია. სამწუხაროდ, კომერციული ხელმისაწვდომობა სავარაუდოდ რამდენიმე წელია.

ნაკადი

ნაკადის ბატარეა განსხვავებულად არის სტრუქტურირებული, ვიდრე სხვა ბატარეები: იმის ნაცვლად, რომ შეფუთოს რეაქტიული მასალების თაიგული ერთ ერთეულში. (როგორც ჩვეულებრივი ბატარეები), ნაკადის ბატარეები ინახავს რეაქტიულ სითხეებს ცალკეულ კონტეინერებში და შემდეგ ტუმბოს მათ სისტემაში, რომ შექმნან ენერგია. ისინი ასევე უზარმაზარია და შექმნილია ქსელის ენერგიის შესანახად - არა ელექტრონიკისთვის და ნივთებისთვის, რომლებიც კომფორტულად ეტევა ხელის გულზე.

ორიგინალი ნაკადის ბატარეა გავრცელებული ინფორმაციით, იწონიდა 1000 ფუნტს და გამოიგონეს მე-19 საუკუნის ბოლოს, ჭკვიანურად გასაძლიერებლად დაასახელა ფრანგული საჰაერო ხომალდი La France. მოდულური ენერგიის შენახვისადმი ინტერესი მას შემდეგ გაქრა და შემცირდა მაშინ.

„ვფიქრობ, ის, რაც რეალურად იწვევს აფეთქებას და ინტერესი ნაკადის ბატარეების მიმართ, არ არის იმდენად ახალი თაობის ბატარეების დამზადება. ტელეფონები ან კომპიუტერები, მაგრამ საშუალო და დიდი მასშტაბის ენერგიის საცავი“, განმარტავს ტიმოთი კუკი, ქიმიის პროფესორი უნივერსიტეტის უნივერსიტეტში. Კამეჩების. ასე რომ, თუ თქვენ არ აწარმოებთ steampunk მობილურ ტელეფონს, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ თქვენ ატაროთ რაიმე ნაკადის ბატარეები, რომლებიც გააქტიურებულია მიკროსკოპული ტუმბოებით. თუმცა, რაც უფრო მეტი სახლი დააყენებს მზის ენერგიას, გაიზრდება "პერსონალიზებული ენერგიის" შენახვის ბაზარი.

მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმ-იონური ბატარეების გაძლიერება ნიშნავს ბატარეის ზომის, დიზაინის გაზრდას ნაკადის ბატარეები შესაძლებელს ხდის ენერგიის გაზრდას სითხის ზომის გაზრდით რეზერვუარები. San Diego Power and Electric-მა ახლახან დაამონტაჟა ისეთი, რომელსაც შეუძლია ენერგია 1000 სახლი.

თქვენ არ გჭირდებათ მემბრანის ზომების შეცვლა [სადაც ხდება ქიმიური რეაქცია], უბრალოდ უფრო დიდი მოცულობის სითხის გადინება მასში უფრო დიდი ხნის განმავლობაში და თქვენ შეგიძლიათ ამოიღოთ ეს ენერგია, ”- განმარტავს საზ. ”ასე რომ, ბევრად უფრო ადვილია მასშტაბის გაზრდა ან შემცირება, ან შეგიძლიათ ძირითადად დააყენოთ იგი ინსტალაციაზე.”

ნაკადის ბატარეებს ასევე აქვთ ბევრად მეტი დატენვის ციკლი, ვიდრე ბატარეების უმეტესობას. სითხეების შეცვლის ან სხვა მოდულური ნაწილების შეცვლის შესაძლებლობა ნიშნავს, რომ ბატარეის პოტენციური სიცოცხლე თითქმის განუსაზღვრელია.

მიუხედავად იმისა, რომ კომპანიები ამჟამად ყიდიან სამრეწველო ზომის ნაკადის ბატარეებს, პროფესორი კუკი არ ელის ფართო მიღებას კიდევ ხუთიდან 10 წლამდე. მას კი წარმოუდგენია დღე, როდესაც ელექტრომობილებმა შეიძლება გამოიყენონ ტექნოლოგია. კუკი აღწერს მანქანას, რომელიც მიიწევს „ბენზინგასამართ სადგურამდე“, ათავისუფლებს დახარჯულ ელექტროლიტს და შემდეგ ავსებს ახალ დამუხტულ ელექტროლიტს. იმის ნაცვლად, რომ ნახევარი საათი დაელოდოთ თქვენი მანქანის გადატვირთვას, ბორბლები შეიძლება კვლავ დატრიალდეს რამდენიმე წუთში. მაგრამ, რა თქმა უნდა, ეს მომავალი გზაზეა.

ქაღალდი

ქაღალდისგან ბატარეის დამზადებას ბევრი უპირატესობა აქვს: ის არის თხელი, მოქნილი და, თუ დამზადებულია სწორი მასალებით, ბიოდეგრადირებადია. სტენფორდის უნივერსიტეტის ჯგუფმა შეიმუშავა ადრეული ქაღალდის ბატარეები თხელი ფურცლების დაფარვით ნახშირბადითა და ვერცხლით გაჯერებული მელნით. ცოტა ხნის წინ, ეკო-ხელმძღვანელები აღფრთოვანებულნი იყვნენ ბინგჰემტონის უნივერსიტეტში შემუშავებული ბატარეებით. პროფესორმა სეოჰეუნ "შონ" ჩოიმ შექმნა მისი რამდენიმე განსხვავებული ინკარნაცია, მათ შორის ერთი ნამწვით - ან უფრო მეცნიერულად, ადამიანის ნერწყვით - და მეორე - ბაქტერიებით. ჩოისა და პროფესორ ომოვუნმი სადიკის მიერ შემუშავებული ბიობატარიის ბოლო განსახიერება იყენებს პოლი. (ამიკური) მჟავა და პოლი (პირომელიტური დიაჰიდრიდი-პ-ფენილენდიამინი) ენერგიის წყაროების შესაქმნელად ბიოდეგრადირებადი.

”ჩვენი ჰიბრიდული ქაღალდის ბატარეა ავლენდა ბევრად უფრო მაღალი თანაფარდობით სიმძლავრეს და ფასს, ვიდრე ყველა ადრე მოხსენებული ქაღალდზე დაფუძნებული მიკრობული ბატარეა”, - თქვა ჩოიმ ინოვაციის დროს. გამოცხადდა. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ეკოლოგიურად სუფთა ქაღალდის ბატარეების კომერციული გამოყენება შეზღუდულია მათი დაბალი ელექტრული სიმძლავრის გამო (შეიძლება LED განათება დაახლოებით 20 წუთი), მკვლევარები იმედოვნებენ, რომ ისინი გამოიყენებენ ელექტრონიკაში, უკაბელო მოწყობილობებში, სამედიცინო აპლიკაციებში, როგორიცაა კარდიოსტიმულატორები, თვითმფრინავები და მანქანები. ჩოიმ დაწერა ნაშრომი მათი, როგორც ერთჯერადი ენერგიის წყაროების გამოყენების შესახებ ზრუნვის წერტილის დიაგნოსტიკური ხელსაწყოებისთვის განვითარებად ქვეყნებში, სადაც ბატარეები შეიძლება არ იყოს ხელმისაწვდომი.

Საჰაერო

ჰაერი შეიძლება რეალურად იყოს ელექტრო და არა მხოლოდ იმ მომენტში, როცა საყელოს აწევთ მას შემდეგ, რაც ფილ კოლინზის მელოდია გამოდის თქვენი Ferrari-ს დინამიკებიდან. თუთია-ჰაერის ბატარეები, რომლებიც დაახლოებით Smarties-ის კანფეტების ზომისაა და ჟანგბადსა და თუთიას შორის რეაქციით იკვებება, მრავალი წელია გამოიყენება სმენის აპარატებში. თუთია ასევე იაფი და უხვადაა, რაც ტექნოლოგიას ეკონომიურს და ეკოლოგიურადაც აქცევს.

მაგრამ არსებობს შეზღუდვები ამ ტექნიკის შექმნისას დატენვადი. დენდრიტის კრისტალები შეიძლება ჩამოყალიბდეს დატენვის დროს და ამოიწუროს ბატარეა. ტესტირებულია თუთიის ჩანაცვლების გზები, როგორიცაა ბატარეის „მექანიკური დატენვა“ მასალების ფიზიკურად ჩანაცვლებით, მიდგომა, რომელიც სცადეს სინგაპურის ელექტრო ავტობუსებში. მრავალი სხვა ექსპერიმენტი ჩატარდა ლითიუმ-ჰაერი და ლითონის-ჰაერის ბატარეებით ენერგიის სიმკვრივის, სიმძლავრის დონისა და ღირებულების სხვადასხვა ხარისხით. ბოლო ათწლეულის განმავლობაში, Tesla-მ შეიტანა რამდენიმე პატენტი, რომელიც დაკავშირებულია დამუხტვასთან ლითიუმ-ჰაერის ბატარეებიასე რომ, მათი პოტენციალი შეიძლება არსებობდეს თქვენი სმენის აპარატების მიღმა.

რკინა

რამდენიმე წლის წინ, აიდაჰოს უნივერსიტეტის ქიმიის პროფესორმა პიტერ ალენმა დაიწყო თავისი გატაცების გამოხატვა ბატარეის მეცნიერებით YouTube-ზე. თითქმის მაშინვე მან აღმოაჩინა, რომ მაყურებელი ნამდვილად რეაგირებს ბატარეის მასალაზე, რამაც შთააგონა, რომ საგანმანათლებლო დემონსტრირებად შეექმნა მრავალჯერადი რკინის ბატარეა. ამ პროექტმა გამოიწვია 100-ზე მეტი სადემონსტრაციო ვიდეო, სადაც ახსნილია საგანმანათლებლო ბატარეის პროექტის ნაბიჯები, პრობლემები და ცოდნა.

”მე არ მინდა, რომ ბატარეის ექსპერტად გამოვიყენო,” - აღიარებს პროფესორი, რომლის ექსპერტიზის სფეროა ბიოლოგიური ქიმია. YouTube-ის ვიდეოების გადაღებისას მან გააცნობიერა, რომ ბევრი რამის სწავლა და სწავლა იყო შედარებით იაფი, საკუთარი ხელით აკუმულატორის აშენებით.

„რკინის ბატარეის ტექნოლოგიის ნაწილები უკვე 100 წელია არსებობს, ასე რომ, ვფიქრობ, ბევრი ადამიანი, ვინც შეიძლება ამ საკითხში შევიდეს. ბევრი უცხოური ცოდნა უბრალოდ იტყვის: "კარგი, ეს არის გატეხილი ადგილი - იქ არაფერია ნაპოვნი", - ამბობს ის. ”მაგრამ ცოტა გულუბრყვილო რომ ვიყავი, შევედი მასში და ვუთხარი: ”კარგი, ვცადოთ, მაინც შეგიძლიათ იპოვოთ რაიმე საინტერესო.”

ორი წლის შემდეგ, 30-ზე მეტი ბატარეის ვარიაცია და ბაკალავრიატის სტუდენტების დიდი დახმარება, ალენს აქვს ისწავლა როგორ დააბალანსოს თხევადი და მყარი მასალები ენერგიის ოპტიმალური სიმკვრივის შესაქმნელად, მაგრამ დაბალი ძალა.

”მაშინ ჩვენ მივიღეთ მთელი ეს კითხვა: ”თუ თქვენ გაქვთ ქიმია, რომელიც მუშაობს, მაგრამ მუშაობს ნელა, როგორ დააჩქარებთ მას?”

მაშინაც კი, თუ გუნდი ამ გამოწვევას გადაჭრის, თანამედროვე ტექნოლოგია გვკარნახობს, რომ რკინის ბატარეის საუკეთესო აპლიკაციები, სავარაუდოდ, იქნება სამეზობლო მიკროქსელის ენერგიის შესანახი განყოფილება ან მზის ფერმა ელექტროენერგიის აღება, საჭირო სივრცისა და ენერგიის სიჩქარის გათვალისწინებით ერთეული.

Ვინ მოიგებს?

იქნება ალენის რკინის ბატარეა ოდესმე კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი? ის არ არის დარწმუნებული, რომ მისი გუნდის ამჟამინდელი დასკვნები, რომლებიც გამოქვეყნდა სამეცნიერო ჟურნალში, მიიყვანს მათ.

ბატარეის მრავალი გამოგონების განხილვის შემდეგ, ის ხვდება, რომ მხოლოდ რამდენიმე მათგანი გამოვა რეალურად ბაზარზე. სამეცნიერო კვლევებში, ის განმარტავს, არის „სიკვდილის ველი“.

„თქვენ გაქვთ საბაზისო კვლევა, რომელიც გამოდის რაღაც ძალიან მაგარ,“ - ამბობს ის. „საკითხავია, შეიძლება თუ არა მისი კომერციალიზაცია. და ფული არ არის ამ კითხვის დასმისთვის.” მკვლევარები, რომლებიც იპოვიან საკმარის ფულს ამ საწყის კითხვაზე პასუხის გასაცემად, მაშინ, თუ გაუმართლათ, იპოვიან ინვესტორებს, რომლებსაც სურთ იდეის დახვეწა და კომერციალიზაცია. ”მაგრამ არის უფსკრული საბაზისო კვლევასა და აუცილებელ დახვეწას შორის ბატარეის რეკლამის გასაკეთებლად.”

2019 წელს ვენჩურული კაპიტალისტები ჩაიძირნენ 1,7 მილიარდი დოლარი ბატარეის სტარტაპებში, აქედან 1,4 მილიარდი მიდის ლითიუმ-იონთან დაკავშირებულ კვლევებზე. მაგრამ ნაკადის ბატარეები, თუთია-ჰაერი, თხევადი ლითონი და მრავალი სხვა ტექნოლოგია ასევე მიიღო წერილობითი ჩეკები. მიუხედავად იმისა, რომ ლითიუმ-იონური ენერგიის შენახვა სავარაუდოდ დომინირებს ენერგიის შენახვაზე სულ მცირე კიდევ 10 წლის განმავლობაში, ბევრი სხვა უკვე ისე ჩანს, რომ ისინი სიკვდილის ველიდან გამოსავალს გამოიმუშავებენ.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• მდგრადობის მომავალი: მიმოხილვა გარემოსდაცვითი ტექნოლოგიების შემდეგ ევოლუციაზე
• ათწლეულების შემდეგ, ლითიუმ-იონური ბატარეის გამომგონებლები ნობელის პრემიას იღებენ ქიმიაში
• ინჟინრებმა შექმნეს ახალი ტიპის ლითიუმის ბატარეა, რომელიც არ აფეთქდება