Tehnologii ale viitorului care nu vor să se traducă în lume

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Din punctul meu de vedere, acestea sunt trucurile obișnuite ale paraziților. Și toate acestea se fac doar de dragul profitului (profitului)!

Pentru civilizația actuală, toate acestea s-au întâmplat în timpul lui Tesla. Dar paraziții au înțeles atunci clar că dacă oamenii au acces la energie gratuită, se vor termina.

Toate invențiile au fost ascunse sub pânză, unde sunt toate acum.

Și asta va continua până în momentul în care dezvoltarea actuală a „științei” nu se îngroapă într-un adevărat impas. Și fie paraziții se vor preda și vor deschide un cufăr cu invențiile tuturor oamenilor de știință pe care i-au ucis (ceea ce este puțin probabil.)

Sau paraziții vor încerca din nou să organizeze o catastrofă la scară planetară pentru a-i conduce pe toată lumea înapoi în epoca de piatră și a începe totul de la capăt - pentru ei aceasta este opțiunea ideală.

Cu ce o să „mâncăm”?

Este un paradox, dar în ciuda drumului extraordinar pe care l-a făcut electronica în ultimii 30 de ani, toate dispozitivele mobile sunt încă echipate cu baterii litiu-ion, care au intrat pe piață încă din 1991, când CD player-ul obișnuit era vârful ingineriei. gândit în tehnologia portabilă.

Multe proprietăți utile ale noilor eșantioane din electronice și gadgeturi sunt nivelate de timpul limitat de alimentare cu energie a acestor dispozitive de la o baterie mobilă. Săpunul științific și inventatorii ar fi făcut un pas înainte cu mult timp în urmă, dar sunt păstrați de „ancora” bateriei.

Să aruncăm o privire la ce tehnologii pot transforma lumea electronicelor în viitor.

În primul rând, puțină istorie

Cel mai adesea, bateriile litiu-ion (Li-ion) sunt folosite în dispozitivele mobile (laptop-uri, telefoane mobile, PDA-uri și altele). Acest lucru se datorează avantajelor lor față de bateriile nichel-metal hidrură (Ni-MH) și nichel-cadmiu (Ni-Cd) utilizate anterior.

Bateriile Li-ion au parametri mult mai buni. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că bateriile Ni-Cd au un avantaj important: capacitatea de a furniza curenți mari de descărcare. Această proprietate nu este extrem de importantă atunci când alimentați laptop-uri sau telefoane mobile (unde ponderea Li-ion ajunge la 80% și ponderea lor devine din ce în ce mai mare), dar există destul de multe dispozitive care consumă curenți mari, de exemplu, tot felul de scule electrice, aparate de ras electric etc. P. Până acum, aceste dispozitive au fost aproape exclusiv domeniul bateriilor Ni-Cd. Cu toate acestea, în prezent, mai ales în legătură cu restricția utilizării cadmiului în conformitate cu directiva RoHS, s-au intensificat cercetările privind crearea de baterii fără cadmiu cu un curent de descărcare mare.

Celulele primare („baterii”) cu anod de litiu au apărut la începutul anilor 70 ai secolului XX și și-au găsit rapid aplicare datorită energiei specifice ridicate și a altor avantaje. Astfel, a fost realizată dorința de lungă durată de a crea o sursă de curent chimic cu cel mai activ agent reducător, un metal alcalin, ceea ce a făcut posibilă creșterea dramatică atât a tensiunii de funcționare a bateriei, cât și a energiei sale specifice. Dacă dezvoltarea celulelor primare cu un anod de litiu a fost încununată cu un succes relativ rapid și astfel de celule și-au luat ferm locul ca surse de alimentare pentru echipamente portabile, atunci crearea bateriilor cu litiu a întâmpinat dificultăți fundamentale, care au fost depășite în mai mult de 20 de ani.

După multe teste de-a lungul anilor 1980, s-a dovedit că problema bateriilor cu litiu este răsucită în jurul electrozilor de litiu. Mai exact, în jurul activității litiului: procesele care au avut loc în timpul funcționării, în final, au dus la o reacție violentă, numită „ventilație cu emisia unei flăcări”. În 1991, un număr mare de baterii reîncărcabile cu litiu au fost rechemate în fabricile de producție, care au fost folosite pentru prima dată ca sursă de energie pentru telefoanele mobile. Motivul este că în timpul unei conversații, când consumul de curent este maxim, din baterie a izbucnit o flacără, care ardea fața utilizatorului de telefon mobil.

Datorită instabilității inerente litiului metalic, în special în timpul încărcării, cercetările s-au mutat în domeniul creării unei baterii fără utilizarea Li, dar folosind ionii acesteia. Deși bateriile cu litiu-ion oferă o densitate de energie puțin mai mică decât bateriile cu litiu, bateriile cu litiu sunt sigure atunci când sunt furnizate în condițiile de încărcare și descărcare corecte. Cu toate acestea, ei nu este imun la explozii.

Și în această direcție, în timp ce totul încearcă să se dezvolte și să nu stea pe loc. De exemplu, oamenii de știință de la Universitatea Tehnologică Nanyang (Singapore) au dezvoltat un nou tip de baterie litiu-ion cu performanțe record … În primul rând, se încarcă în 2 minute până la 70% din capacitatea sa maximă. În al doilea rând, bateria funcționează aproape fără degradare de mai bine de 20 de ani.

La ce ne putem aștepta în continuare?

Sodiu

Potrivit multor cercetători, acest metal alcalin ar trebui să înlocuiască litiul scump și rar, care, în plus, este activ din punct de vedere chimic și periculos de incendiu. Principiul de funcționare al bateriilor cu sodiu este similar cu litiu - folosesc ioni metalici pentru a transfera încărcarea.

De mulți ani, oamenii de știință din diverse laboratoare și institute s-au luptat cu dezavantajele tehnologiei cu sodiu, cum ar fi încărcarea lentă și curenții scăzuti. Unii dintre ei au reușit să rezolve problema. De exemplu, mostrele de pre-producție ale bateriilor poadBit sunt încărcate în cinci minute și au o capacitate de una și jumătate până la două ori mai mare. După ce a primit mai multe premii în Europa, precum Innovation Radar Prize, Eureka Innovest Award și câteva altele, compania a trecut la certificare, construirea fabricilor și obținerea de brevete.

Grafen

Grafenul este o rețea cristalină plată de atomi de carbon grosimea de un atom. Datorită suprafeței sale uriașe într-un volum compact, capabil să stocheze încărcătura, grafenul este o soluție ideală pentru crearea de supercondensatoare compacte.

Există deja modele experimentale cu o capacitate de până la 10.000 Farads! Un astfel de supercondensator a fost creat de Sunvault Energy împreună cu Edison Power. Dezvoltatorii susțin că în viitor vor prezenta un model, a cărui energie va fi suficientă pentru a alimenta o casă întreagă.

Astfel de supercondensatori au multe avantaje: posibilitatea unei încărcări aproape instantanee, respectarea mediului, siguranță, compactitate și, de asemenea, costuri reduse. Datorită noii tehnologii de producere a grafenului, asemănătoare tipăririi pe o imprimantă 3D, Sunvault promite costul bateriilor de aproape zece ori mai mic decât cel al tehnologiilor litiu-ion. Cu toate acestea, producția industrială este încă departe.

Sanvault are și concurenți. Un grup de oameni de știință de la Universitatea din Swinburn, Australia, a dezvăluit și un supercondensator cu grafen, care este comparabil ca capacitate cu bateriile litiu-ion. Se poate incarca in cateva secunde. În plus, este flexibil, ceea ce îi va permite să fie utilizat în dispozitive cu diverși factori de formă și chiar și în haine inteligente.

Bateriile atomice

Bateriile nucleare sunt încă foarte scumpe. Acum câțiva ani a existat Iată informațiile despre bateria nucleară. În viitorul apropiat, aceștia nu vor putea concura cu bateriile cunoscute litiu-ion, dar nu putem să nu le amintim, deoarece sursele care generează continuu energie de 50 de ani sunt mult mai interesante decât bateriile reîncărcabile.

Principiul lor de funcționare, într-un sens, este similar cu funcționarea celulelor solare, doar că în locul soarelui, sursa de energie din ele sunt izotopii cu radiație beta, care este apoi absorbită de elementele semiconductoare.

Spre deosebire de radiațiile gamma, radiațiile beta sunt practic inofensive. Este un flux de particule încărcate și este ușor protejat de straturi subțiri de materiale speciale. De asemenea, este absorbit activ de aer.

Astăzi, dezvoltarea unor astfel de baterii se realizează în multe institute. În Rusia, NUST MISIS, MIPT și NPO Luch și-au anunțat munca comună în această direcție. Anterior, un proiect similar a fost lansat de Universitatea Politehnică din Tomsk. În ambele proiecte, substanța principală este nichelul-63, obținut prin iradierea cu neutroni a izotopului de nichel-62 într-un reactor nuclear cu procesare radiochimică ulterioară și separare în centrifuge cu gaz. Primul prototip al bateriei ar trebui să fie gata în 2017.

Cu toate acestea, astfel de surse de alimentare beta-voltaice sunt de putere redusă și extrem de scumpe. În cazul unei dezvoltări rusești, costul estimat al unei surse de energie în miniatură poate fi de până la 4,5 milioane de ruble.

Nickel-63 are și concurenți. De exemplu, Universitatea din Missouri experimentează de multă vreme cu stronțiu-90, iar bateriile beta-voltaice miniaturale pe bază de tritiu pot fi găsite în comerț. La un preț de aproximativ o mie de dolari, sunt capabili să alimenteze diverse stimulatoare cardiace, senzori sau să compenseze autodescărcarea bateriilor litiu-ion.

Experții sunt calmi deocamdată

În ciuda abordării producției în masă a primelor baterii cu sodiu și a lucrului activ la sursele de alimentare cu grafen, experții din industrie nu prevăd nicio revoluție pentru următorii câțiva ani.

Compania Liteko, care operează sub aripa Rusnano și produce baterii litiu-ion în Rusia, consideră că până acum nu există motive pentru o încetinire a creșterii pieței. "Cererea constantă de baterii litiu-ion se datorează în primul rând energiei lor specifice mari (stocate pe unitate de masă sau volum). Conform acestui parametru, nu au competitori între sursele de energie chimică reîncărcabilă produse în serie în acest moment", comentarii în companie.

Cu toate acestea, în cazul succesului comercial al acelorași baterii poadBit cu sodiu, piața poate fi reformatată în câțiva ani. Cu excepția cazului în care proprietarii și acționarii vor să câștige bani în plus din noua tehnologie.