Brian Curtis
0 
4190
470
Der er en ny batteriteknologi i horisonten, og der er en god chance for, at det vil ændre den måde, du bruger dine enheder på - snart. Ved at erstatte grafitanoden i lithium-ion-batterier med titandioxid-nanorør har forskere ved Nanyang Technical University of Singapore været i stand til dramatisk at forbedre opladningstiden og holdbarheden af lithium-ion-battericeller.
Hvorfor er dette vigtigt? For lige nu finder vi os alle på en eller anden måde os i at planlægge vores liv omkring begrænsningerne i moderne batteriteknologier.
Forbrugerne køber ikke elbiler, fordi batterier ikke er gode nok (på trods af at køretøjerne i sig selv er hurtigere, mere effektive og mere holdbare). Forbrugerne bekymrer sig om gebyret for deres smartphones. Patienter med implanterbart medicinsk udstyr som pacemakere er nødt til at bekymre sig om opladningsniveauerne, og konsekvenserne kan være alvorlige. På trods af store fremskridt i de senere år er moderne batterier langsomt at oplade, opbevarer ikke meget strøm og nedbrydes ret hurtigt. Som et resultat danner de den lange teltstang i mange områder fra augmented reality Augmented Reality Games: Er de værd at pengene? Augmented Reality Games: Er de pengene værd? Ville det ikke være lettere at spille en førstepersonsskytte, hvis du faktisk holdt pistolen? Eller er sådanne forbedringer stort set overflødige i en tid, hvor mobilspil kan stå på egen hånd. til selvkørende biler Autonome biler: Er robotter gode for miljøet? Autonome biler: Er robotter gode for miljøet? Den måde vi bruger biler på vil ændre sig. Disse ændringer vil være vidtgående, men et område, der ikke er undersøgt så detaljeret: indvirkningen på miljøet. .
Der er mange nye batteriteknologier i horisonten, batteriteknologier, der vil ændre verdens batteriteknologier, der vil ændre verden Batteriteknologien er vokset langsommere end andre teknologier, og er nu den lange teltstang i en svimlende antal industrier. Hvad bliver fremtidens batteriteknologi? men denne bemærkes, hvor tæt det er på kommercialisering.
Sådan fungerer titandioxidbatterier
Så hvordan fungerer det nye gennembrud? I et konventionelt lithium-ion-batteri er den negative terminal (anode) typisk lavet af fin grafit, som har et relativt højt overfladeareal, hvilket tillader det at reagere effektivt med syren i batteriet, producere en strøm (eller trække en strøm, under opladning). Disse reaktioner er imidlertid ikke perfekte, og med tiden mister batteriet kapacitet.
Lige nu mister typiske batterier en betydelig del af deres maksimale opladningskapacitet på kun fem hundrede opladningscyklusser (lidt mere end et års værdi af at blive opladet hver dag) - og fordi reaktionen genererer varme, er der grænser for, hvor meget juice Du kan hælde i et batteri uden at øge ineffektiviteten af reaktionen og risikere termisk skade på batteriet.
Holdet ved NTU løste dette ved at udvikle en enkel, billig teknik til konvertering af titandioxid, et rigeligt industrimateriale, til nano-rørstrukturer, der er tusind gange tyndere end et menneskehår. Dette gør de kemiske reaktioner, der får batteriet til at fungere væsentligt mere effektive.
Dette har to effekter: For det første kan batteriet tage mere strøm med mindre varme, så batteriet kan oplades til 70% kapacitet på cirka to minutter. For det andet er batteriets kemiske reaktioner mere effektive, både under brug og genopladning. Det betyder, at batteriet nedbrydes meget langsommere, så det samme batteri potentielt kan bruges i mere end to årtier uden at blive udskiftet.
Hurtigere opladning og længere levetid
Batterierne burde også være noget mere tæt, da nanorørgelen Hvordan nanoteknologi ændrer medicinens fremtid Hvordan nanoteknologi ændrer medicinens fremtid Potentialet for nanoteknologi er hidtil uset. Ægte universelle samlere vil indlede et dybt skift i den menneskelige tilstand. Der er selvfølgelig stadig en lang vej at gå. kan binde til terminalen uden behov for lim, en ændring i design, der øger den samlede reaktantmasse.
Disse nye batterier vil sandsynligvis have vidtrækkende implikationer, herunder hjælp til at sænke ladetider på køretøjets ladestationer ned til ventetider, der kan sammenlignes med traditionelle gasbiler (den gyldne under-fem-minutters rækkevidde). De sparer muligvis også chauffører fra at skulle udskifte deres batterier hvert par år, en opgave, der kan koste tusinder af dollars.
Det gør det også meget mere praktisk at 'hurtigt oplade' dine enheder hele dagen efter behov. Glemt at oplade din telefon Sådan får du din telefons batteri til at vare længere og holde mere saft Sådan får du din telefons batteri til at vare længere og holde mere juice. Batteriets levetid er en af de største kæmper inden for moderne elektronik. Smartphones, tablets og laptops handler alle sammen om det - så hvad kan du gøre for at maksimere den tid du får pr. igåraftes? Intet problem - du kan smide den på opladeren, og den er klar til at gå, når du finder din anden sok. Disse bidrager meget til den måde, vi bruger vores enheder på, og vil gøre en lang vej mod at frigøre os fra ladningsangst og lade os bruge vores enheder på en mere naturlig, ubesværet måde.
Det er ikke sølvkuglen af tættere, hurtigere opladning og mere holdbar, men to ud af tre er ikke dårlige.
Nye batterier kommer snart
Fordi teknologien kan integreres i eksisterende batteriproduktionsprocesser, er det sandsynligt, at det rammer markedet før snarere end senere. Skaberen, Dr. Chen, er i færd med at licensere teknologien til en batteriproducent og forventer, at de første batterier, der er lavet med teknologien, skal ramme markedet inden for to år.
Rachid Yazami, med opfinderen af grafit-anode-lithium-ion-batteri og Dr. Chens kollega ved NTU, mener, at Chens teknologi er det logiske næste skridt fremad for batteriteknologi
“Mens prisen på lithium-ion-batterier er blevet reduceret markant, og dens ydelse forbedret siden Sony kommercialiserede dem i 1991, ekspanderer markedet hurtigt mod nye applikationer inden for elektrisk mobilitet og energilagring. […] Ideelt set bør opladningstiden for batterier i elektriske køretøjer være mindre end 15 minutter, hvilket Prof Chens nanostrukturerede anode har vist sig at gøre.”
Er du begejstret for fremtidens batteriteknologi? Hvilke applikationer ville have mest indflydelse på dit liv? Kan dette være det vippende punkt at købe et elektrisk køretøj til dig? Fortæl os det i kommentarerne!