Pihustusvärv muudab keraamilised plaadid akuks. Foto viisakalt Rice University
Kuni nädal tagasi olid mu suhted patareidega olnud puhtalt proosalised. Muidugi, ma laadisin igal õhtul mobiiltelefonide ja sülearvutite akusid, kuid mul polnud muud vaja kui hambaid pesta või Jay Leno monoloogi vahele jätta.
Siis tuli 2012. aasta Derecho ja mina, nagu miljonid teised ameeriklased, kaotasin võimu päevadeks, mis tundusid nädalatena. Ja ka mina, nagu paljud teised, alistusime mahlahüsteeriale, kinnisideele avalike kohtade - Starbucksi, raamatukogude, kaubanduskeskuste toidukohtude - müügikohtadele esitatavate väidete esitamisest, et saaksime oma seadmed taas ellu viia.
Täna on mul jälle võim. Samuti hindan kõiki asju elektrokeemiliselt palju sügavamalt. Kuna maailmas, kus me praegu elame, on aku kestvus väga suur asi, olgu selleks igapäevase ühenduse loomine või elektrisõidukite ja taastuvenergia tuleviku võti.
Nagu selgus, oli eelmine nädal patareide jaoks mälestusväärne. Päev enne Washingtoni tabanud tormi avaldati ajakirjas Nature Scientific Reports uuring, mis näitas, et töötav aku oli loodud lihtsalt pinna pihustamise teel. Täpselt nii, jõud maalilt.
Raske uskuda? Siit saate teada, kuidas Texase Rice'i ülikooli teadlaste meeskond seda tegi. Need muundasid liitiumioonaku viis komponenti - positiivse voolu kollektori, negatiivse voolu kollektori, katoodi, anoodi ja eraldaja - viieks komponendiks ja seejärel piserdasid neid eri õhukestes kihtides mitmesugustele pindadele. Nad värvisid vannitoa plaate. Nad värvisid klaasi ja roostevabast terasest. Nad värvisid elastse kile. Nad värvisid keraamilise õllekruusi. Kõik said laengut kanda.
Nad ühendasid vannitoa plaadid isegi päikesepatareiga. Nad suutsid hoida LED-ekraani - see andis sõna RICE - helendas kuus tundi.
Oleme veel kaugel sellest, et saaksite oma nutitelefoni õllekruusiga laadida, kuid see võib olla mängude vahetaja, avades igasuguseid uusi energia salvestamise viise. Ja see võiks olla päikeseenergia kui meie kodudes energiaallika õnnistuseks.
Nagu ütles Neelam Singh, ütlesid riisi uurijad: "Võite oma kodu akuks muuta."
Edisoni tagasitulek?
Ka möödunud nädalal teatasid Stanfordi teadlased, et nad on andnud uue elu nikkel-raud akule, mille Thomas Edison kunagi lootis autosid toita. Umbes 100 aastat tagasi uskus Edison suuresti elektriautodesse. Kuid akud polnud toona töövalmis, nii et ta kaotas oma sõbra Henry Fordile ja oma gaasimootorile.
Nende nikkel-raud akude probleem oli selles, et nende laadimine ja tühjenemine olid valusalt aeglased. Kuid Stanfordi grupp, kes kasutab nanotehnoloogiat, mitte lihtsalt nikli ja raua segamist, on suutnud aku toimida vanemast versioonist 1000 korda kiiremini. Väikese prototüübi aku laadimine võttis vaid kaks minutit.
Nikkel-raud akud pole tänapäevaste elektriautode toiteks piisavalt tugevad, kuid kui neid praegu kasutatava liitiumioonimudeliga kombineerida, võiksid need dramaatiliselt vähendada elektrisõiduki laadimiseks kuluvat aega, mis võtab nüüd tunde. See seadistus võimaldab sõidukil ka pidurite rakendamisel tekkivat energiat tegelikult hõivata. Ja kiire tühjenduskiirus muudaks auto kiirendamise lihtsamaks.
Samal ajal kuulub IBM mitme ettevõtte hulka, kes on hakanud kartma laiaulatuslikku ärevust - hirm, et teie elektriauto saab mahla otsa kuhugi. Tüüpiline vahemik on nüüd 100 miili ühe laadimise kohta. Kuid IBM kavatseb selle tõsta 500 miili täpsustamisel, mida nimetatakse liitiumõhuakuks.
Aku sisseehitatud hapniku asemel tootaksid liitiumõhumudelid energiat välisõhu hapniku sissetoomisega. See muudaks need märkimisväärselt väiksemaks ja kergemaks kui praegu kasutatavad liitiumioonakud.
IBM on suutnud selle kontseptsiooni laborisse tööle panna. Kuid aeg reaalsuse kontrollimiseks. Tõenäoliselt läheb veel vähemalt kümme aastat, enne kui see autos töötada saaks.
Kes teab, selleks ajaks võite oma auto laadida pihustatud värviga postkastiga, mis kahtlemata vajab oma olemiseks uut põhjust.
Laadimine üles
Siin on värskemad uudised akude kohta:
- Juhtme lõikamine: on vaid aja küsimus, enne kui elektrisõidukite omanikud ei pea oma autosid laadimiseks pistikut ühendama. Selle asemel saavad nad seda teha juhtmevabalt, parkides mattide peal, mis tööd teevad.
- Pange see panka: radade lähedusse paigaldatud hiigelpatareide pank on hakanud Philadelphia metroosüsteemi palju raha kokku hoidma. See hõivab energiat, mis tekib, kui rongid jaamas aeglustuvad, ja paneb selle tagasi liinile, et kiirendada.
- Ma kannan keha elektriliselt: kaks Lõuna-Carolina ülikooli inseneri suutsid poest ostetud T-särgi muuta kangaks, mis säilitaks elektrilaengu.
- Aeglane sõit vabadusse: Brasiilia vanglas viibivad kinnipeetavad võivad vähendada oma karistusi päeva võrra iga 16 tunni tagant, kui nad sõidavad patareid laadiva statsionaarse jalgrattaga. Nende pedaalimisel on lähedal asuvas linnas tänavavalgustid.
- Mõistele „nupunina” uue tähenduse andmine: ja nüüd patareide poomi varjukülg: ajakirjas Pediatrics avaldatud uuringu kohaselt on laste arv, kes lähevad traumapunkti pärast nende väikeste nupuakude allaneelamist või nendesse oma kohale kleepimist ninad või kõrvad - on viimase 20 aasta jooksul kahekordistunud.
Videoboonus Siin on väike plahvatus minevikust, kui telereklaamid võtsid vastu ülesande proovida patareisid naljakaks muuta.
Rohkem saidilt Smithsonian.com:
Kas kõrged gaasihinnad tõukavad elektriautosid?
