Tecnologies del futur que no volen traduir-se al món

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Des del meu punt de vista, aquests són els trucs habituals dels paràsits. I tot això es fa només per obtenir beneficis (profits)!

Per a la civilització actual, tot això va passar durant l'època de Tesla. Però els paràsits van entendre clarament que si la gent té accés a energia gratuïta, s'acabarien.

Tots els invents estaven amagats sota la tela, on estan tots ara.

I això continuarà fins el moment en què el desenvolupament actual de la “ciència” no s'enterra en un autèntic atzucac. I els paràsits es rendiran i obriran un cofre amb els invents de tots els científics que han matat (cosa poc probable).

O els paràsits intentaran de nou organitzar una catàstrofe a escala planetària per portar a tothom a l'Edat de Pedra i començar de nou; per a ells, aquesta és l'opció ideal.

Amb què "menjarem"?

És una paradoxa, però malgrat el gran camí que ha fet l'electrònica durant els darrers 30 anys, tots els dispositius mòbils encara estan equipats amb bateries d'ions de liti, que van entrar al mercat ja l'any 1991, quan el reproductor de CD habitual era el cim de l'enginyeria. pensat en tecnologia portàtil.

Moltes propietats útils de noves mostres en electrònica i aparells es veuen igualades pel poc temps d'alimentació d'aquests dispositius des d'una bateria mòbil. El sabó científic i els inventors haurien avançat fa molt de temps, però es mantenen per l'"àncora" de la bateria.

Fem una ullada a quines tecnologies poden transformar el món de l'electrònica en el futur.

Primer, una mica d'història

Molt sovint, les bateries d'ions de liti (Li-ion) s'utilitzen en dispositius mòbils (ordinadors portàtils, telèfons mòbils, PDA i altres). Això es deu als seus avantatges respecte a les bateries de níquel-hidrur metàl·lic (Ni-MH) i níquel-cadmi (Ni-Cd) molt utilitzades anteriorment.

Les bateries d'ió de liti tenen paràmetres molt millors. Tanmateix, cal tenir en compte que les bateries Ni-Cd tenen un avantatge important: la capacitat de proporcionar corrents de descàrrega elevades. Aquesta propietat no té una importància crítica a l'hora d'alimentar ordinadors portàtils o telèfons mòbils (on la quota de Li-ion arriba al 80% i la seva proporció és cada cop més gran), però hi ha força dispositius que consumeixen corrents elevats, per exemple, tot tipus. d'eines elèctriques, maquines d'afaitar elèctriques, etc. P. Fins ara, aquests dispositius eren gairebé exclusivament el domini de les bateries Ni-Cd. No obstant això, actualment, especialment en relació amb la restricció de l'ús de cadmi d'acord amb la directiva RoHS, s'ha intensificat la investigació sobre la creació de bateries sense cadmi amb un alt corrent de descàrrega.

Les cèl·lules primàries ("bateries") amb un ànode de liti van aparèixer a principis dels anys 70 del segle XX i ràpidament van trobar aplicació per la seva alta energia específica i altres avantatges. Així, es va fer realitat el desig de llarg temps de crear una font de corrent químic amb l'agent reductor més actiu, un metall alcalí, que va permetre augmentar dràsticament tant la tensió de funcionament de la bateria com la seva energia específica. Si el desenvolupament de cèl·lules primàries amb un ànode de liti va ser coronat amb un èxit relativament ràpid i aquestes cèl·lules van ocupar fermament el seu lloc com a fonts d'alimentació per a equips portàtils, la creació de bateries de liti va tenir dificultats fonamentals, que van trigar més de 20 anys a superar-se.

Després de moltes proves durant la dècada de 1980, va resultar que el problema de les bateries de liti es retorça al voltant dels elèctrodes de liti. Més precisament, al voltant de l'activitat del liti: els processos que tenien lloc durant el funcionament, al final, van provocar una reacció violenta, anomenada "ventilació amb emissió d'una flama". L'any 1991 es van retirar un gran nombre de bateries recarregables de liti a les plantes de fabricació, que es van utilitzar per primera vegada com a font d'alimentació per a telèfons mòbils. El motiu és que durant una conversa, quan el consum actual és màxim, s'emet una flama de la bateria que crema la cara de l'usuari del mòbil.

A causa de la inestabilitat inherent al liti metàl·lic, especialment durant la càrrega, la investigació s'ha traslladat al camp de la creació d'una bateria sense l'ús de Li, però utilitzant els seus ions. Tot i que les bateries d'ions de liti proporcionen una densitat d'energia ligerament menor que les bateries de liti, les bateries d'ions de liti són segures quan es proporcionen amb les condicions de càrrega i descàrrega correctes. No obstant això, ells no immune a les explosions.

En aquesta direcció, també, mentre tot intenta desenvolupar-se i no quedar-se quiet. Per exemple, s'han desenvolupat científics de la Universitat Tecnològica de Nanyang (Singapur). un nou tipus de bateria d'ions de liti amb un rendiment rècord … En primer lloc, es carrega en 2 minuts fins al 70% de la seva capacitat màxima. En segon lloc, la bateria ha estat funcionant gairebé sense degradació durant més de 20 anys.

Què podem esperar després?

Sodi

Segons molts investigadors, és aquest metall alcalí el que hauria de substituir el car i rar liti, que, a més, és químicament actiu i perillós d'incendi. El principi de funcionament de les bateries de sodi és similar al de liti: utilitzen ions metàl·lics per transferir càrrega.

Durant molts anys, els científics de diversos laboratoris i instituts han lluitat amb els desavantatges de la tecnologia del sodi, com ara la càrrega lenta i els corrents baixos. Alguns d'ells van aconseguir resoldre el problema. Per exemple, les mostres de preproducció de bateries poadBit es carreguen en cinc minuts i tenen una capacitat i mitja o dues vegades més gran. Després de rebre diversos premis a Europa, com l'Innovation Radar Prize, l'Eureka Innovest Award i diversos altres, l'empresa va passar a la certificació, la construcció de fàbriques i l'obtenció de patents.

Grafè

El grafè és una xarxa cristal·lina plana d'àtoms de carboni d'un àtom de gruix. Gràcies a la seva gran superfície en un volum compacte, capaç d'emmagatzemar càrrega, el grafè és una solució ideal per crear supercondensadors compactes.

Ja hi ha models experimentals amb una capacitat de fins a 10.000 Farads! Aquest supercondensador va ser creat per Sunvault Energy juntament amb Edison Power. Els desenvolupadors afirmen que en el futur presentaran un model, l'energia del qual serà suficient per alimentar una casa sencera.

Aquests supercondensadors tenen molts avantatges: la possibilitat d'una càrrega gairebé instantània, respectuós amb el medi ambient, seguretat, compacitat i també baix cost. Gràcies a la nova tecnologia per produir grafè, semblant a la impressió en una impressora 3D, Sunvault promet el cost de les bateries gairebé deu vegades menys que el de les tecnologies d'ions de liti. Tanmateix, la producció industrial encara està lluny.

Sanvault també té competidors. Un grup de científics de la Universitat de Swinburn, Austràlia, també va presentar un supercondensador de grafè, de capacitat comparable a les bateries d'ions de liti. Es pot carregar en pocs segons. A més, és flexible, la qual cosa permetrà utilitzar-lo en dispositius de diversos factors de forma, i fins i tot en roba intel·ligent.

Bateries atòmiques

Les bateries nuclears encara són molt cares. Fa un parell d'anys n'hi havia Aquí teniu la informació sobre la bateria nuclear. En un futur proper, no podran competir amb les conegudes bateries d'ions de liti, però no podem deixar d'esmentar-les, perquè les fonts que porten 50 anys generant energia contínuament són molt més interessants que les bateries recarregables.

El seu principi de funcionament, en cert sentit, és similar al funcionament de les cèl·lules solars, només que en lloc del sol, la font d'energia en elles són isòtops amb radiació beta, que després és absorbida pels elements semiconductors.

A diferència de la radiació gamma, la radiació beta és pràcticament inofensiva. És un corrent de partícules carregades i es protegeix fàcilment per capes fines de materials especials. També s'absorbeix activament per l'aire.

Avui en dia, el desenvolupament d'aquestes bateries es porta a terme en molts instituts. A Rússia, NUST MISIS, MIPT i NPO Luch van anunciar el seu treball conjunt en aquesta direcció. Abans, la Universitat Politècnica de Tomsk va llançar un projecte similar. En ambdós projectes, la substància principal és el níquel-63, obtingut per irradiació de neutrons de l'isòtop de níquel-62 en un reactor nuclear amb posterior processament radioquímic i separació en centrífugues de gas. El primer prototip de bateria hauria d'estar llest el 2017.

Tanmateix, aquestes fonts d'alimentació beta-voltaiques són de baixa potència i extremadament cares. En el cas d'un desenvolupament rus, el cost estimat d'una font d'energia en miniatura pot ser de fins a 4,5 milions de rubles.

Nickel-63 també té competidors. Per exemple, la Universitat de Missouri fa molt de temps que està experimentant amb estronci-90 i comercialment es poden trobar bateries beta-voltaiques en miniatura basades en triti. A un preu d'aproximadament mil dòlars, són capaços d'alimentar diversos marcapassos, sensors o compensar l'autodescàrrega de les bateries d'ió de liti.

Els experts de moment estan tranquils

Malgrat l'enfocament de la producció massiva de les primeres bateries de sodi i el treball actiu en fonts d'alimentació de grafè, els experts del sector no prediuen cap revolució per als propers anys.

L'empresa Liteko, que opera sota l'ala de Rusnano i produeix bateries d'ions de liti a Rússia, creu que fins ara no hi ha motius per a una desacceleració del creixement del mercat. "La demanda constant de bateries d'ions de liti es deu principalment a la seva alta energia específica (emmagatzemada per unitat de massa o de volum). Segons aquest paràmetre, no tenen competidors entre les fonts d'energia química recarregables produïdes en sèrie en aquest moment". comentaris a l'empresa.

Tanmateix, en cas d'èxit comercial de les mateixes bateries poadBit de sodi, el mercat es pot reformatejar en qüestió d'anys. A menys que els propietaris i accionistes vulguin guanyar diners extra amb la nova tecnologia.