Cat semburan bertukar jubin seramik ke dalam bateri. Photo courtesy of Rice University
Sehingga seminggu yang lalu, hubungan saya dengan bateri telah semata-mata prosaik. Pasti, saya menghidupkan bateri telefon bimbit dan komputer riba setiap malam, tetapi tanpa pertimbangan lebih lanjut daripada memberus gigi saya atau melangkaui monolog Jay Leno yang lalu.
Kemudian datang Derecho tahun 2012, dan saya, seperti berjuta-juta orang Amerika yang lain, kehilangan kuasa selama beberapa hari yang kelihatan seperti minggu. Dan saya, seperti begitu banyak orang lain, menyerang histeria jus, suatu obsesi dengan mendakwa tuntutan ke kedai-kedai kerja di tempat awam-Starbucks, perpustakaan, pusat membeli-belah makanan mewah-supaya kita dapat membawa peranti kita kembali ke kehidupan.
Hari ini saya mempunyai kuasa lagi. Saya juga mempunyai penghargaan yang jauh lebih mendalam untuk semua perkara elektrokimia. Kerana di dunia kini kita hidup, hayat bateri adalah masalah yang sangat besar, sama ada untuk memastikan kita bersambung pada hari-hari atau kunci masa depan kenderaan elektrik dan tenaga boleh diperbaharui.
Seperti yang ternyata, minggu lepas adalah satu yang penting untuk bateri. Hari sebelum badai yang melumpuhkan Washington, satu kajian telah diterbitkan dalam Laporan Alam Semula Alam yang mendedahkan bahawa bateri kerja telah dibuat hanya dengan menyemprotkan permukaan. Itu betul, kuasa dari cat.
Sukar untuk dipercayai? Begini bagaimana pasukan saintis di Rice University di Texas melakukannya. Mereka ditukar menjadi cecair lima komponen bateri litium ion-pengumpul semasa yang positif, pengumpul semasa negatif, katod, anod dan pemisah-dan kemudian disembur setiap, dalam lapisan yang sangat nipis, ke atas pelbagai permukaan. Mereka melukis jubin bilik mandi. Mereka dicat kaca dan keluli tahan karat. Mereka dicat filem fleksibel. Mereka melukis cawan bir seramik. Semua boleh membawa caj.
Mereka juga menghubungkan jubin bilik mandi ke sel suria. Mereka mampu mengekalkan paparan LED-ia dinyatakan bersinar RICE selama enam jam.
Kami masih jauh dari anda yang mampu mengenakan telefon pintar anda dengan cawan bir, tetapi ini boleh menjadi penukar permainan dari segi membuka semua jenis cara baru untuk menyimpan tenaga. Dan itu boleh menjadi sumber tenaga solar sebagai sumber tenaga di dalam rumah kita.
Sebagai Neelam Singh, seorang penyelidik beras berkata, "Anda boleh menjadikan rumah anda menjadi bateri."
Edison kembali?
Juga pada minggu lepas, para penyelidik di Stanford mengumumkan bahawa mereka telah memberikan kehidupan baru kepada bateri besi nikel yang Thomas berharap sekali akan menggerakkan kereta. Sekurang-kurangnya 100 tahun yang lalu, Edison adalah seorang yang beriman besar dalam kereta elektrik. Tetapi bateri kemudiannya tidak sampai kepada tugas itu, jadi dia kehilangan kawannya Henry Ford dan enjinnya yang bertenaga gas.
Masalahnya dengan bateri nikel-besi adalah bahawa mereka sangat lambat untuk mengenakan dan menunaikan. Tetapi kumpulan Stanford, menggunakan nanoteknologi dan bukannya hanya mencampurkan nikel dan besi, telah dapat menjadikan fungsi bateri 1, 000 kali lebih cepat daripada versi lama. Ia mengambil masa hanya dua minit untuk mengenakan bateri prototaip kecil.
Bateri nikel-besi tidak cukup kuat untuk memaksa kereta elektrik hari ini, tetapi jika digabungkan dengan model lithium ion yang kini digunakan, mereka secara dramatik boleh mengurangkan masa yang diperlukan untuk mengecas kenderaan elektrik, yang kini mengambil masa beberapa jam. Persediaan ini juga membolehkan kenderaan benar-benar menangkap tenaga yang dihasilkan apabila anda menggunakan brek. Dan laju pelepasan yang cepat akan memudahkan kereta untuk mempercepatkan.
Pada masa yang sama, IBM adalah antara beberapa syarikat yang mengambil pelbagai kecemasan yang menakutkan-ketakutan kerana kereta elektrik anda kehabisan jus di mana-mana. Rentang yang tipikal sekarang adalah 100 batu setiap pertuduhan. Tetapi IBM berhasrat untuk meningkatkannya hingga 500 batu dengan menapis apa yang dikenali sebagai bateri lithium udara.
Daripada mempunyai oksigen yang dibina ke dalam bateri, model udara litium akan menghasilkan kuasa dengan mengambil oksigen dari udara luar. Itu akan membuat mereka lebih kecil dan lebih ringan berbanding bateri lithium ion yang kini digunakan.
IBM telah dapat mendapatkan konsep untuk bekerja di makmal. Tetapi, masa untuk pemeriksaan realiti. Ia mungkin sekurang-kurangnya 10 tahun lagi sebelum ia berfungsi dalam kereta.
Siapa yang tahu, pada masa itu anda boleh mengecaj kereta anda dengan peti mel yang dicat dengan semburan anda, yang sememangnya akan memerlukan alasan baru untuk menjadi.
Mengecas
Berikut adalah berita yang lebih baru mengenai bateri:
- Memotong kord: Hanya masalah masa sebelum pemilik kenderaan elektrik tidak perlu memasangkan kereta mereka. Sebaliknya, mereka akan dapat melakukannya secara wayarles dengan meletak tikar yang melakukan kerja.
- Letakkan itu di bank: Bank raksasa bateri yang dipasang berhampiran trek telah mula menyimpan sistem kereta bawah tanah Philadelphia banyak wang. Ia menangkap tenaga yang dicipta apabila kereta api melambatkan di stesen dan meletakkannya kembali ke garisan untuk membantu mereka mempercepatkan.
- Saya memakai elektrik badan: Dua Jurutera Universiti South Carolina dapat menghidupkan T-shirt yang dibeli ke dalam kain yang boleh menyimpan cas elektrik.
- Perjalanan yang perlahan ke kebebasan: Penghuni di penjara di Brazil boleh mengurangkan hukuman mereka sehari untuk setiap 16 jam mereka menunggang motosikal pegun yang mengenakan bayaran bateri. Kuasa mengayuh mereka lampu jalan di bandar yang berdekatan.
- Memberi makna baru kepada istilah "hidung butang": Dan kini kelemahan boom bateri: Menurut satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Pediatrics, jumlah anak-anak pergi ke bilik kecemasan selepas menelan bateri butang kecil itu atau memasangkan mereka dalam hidung atau telinga-telah meningkat dua kali ganda dalam 20 tahun yang lalu.
Bonus video Berikut adalah sedikit letupan dari masa lalu, apabila iklan TV mengambil cabaran cuba membuat bateri lucu.
Lagi dari Smithsonian.com:
Akankah Harga Gas Tinggi Jolt Kereta Elektrik?
