Аккумуляторы, которых не существует: ноу хау будущего

2017-03-27 16:28:15 Комментариев: 0 Просмотров: 1151

 

Аккумуляторы, которых не существует: ноу хау будущего

 

В этой статье мы хотим рассказать о таких гипотетически грядущих аккумуляторах, которых нет в природе, но все идет к тому, что они скоро появятся в нашем пользовании. Вести о всякого рода новинках мелькают в сети все чаще, но революционное будущее пока не настало, и производители телефонов и прочих устройств пока ещё пользуются результатом изобретений прошлого века литий-ионными аккумуляторами, либо их аналогами. Давайте вместе разберемся, что является препятствием для появления революционных технологий.

 

Скорость заряда превыше всего

 

Один из самых ключевых параметров в результатах измерения, которого постоянно состязаются мировые производители это скорость заряда аккумулятора.  Но есть одно но, постоянно наращивать этот показатель невозможно ввиду природных ограничений химических элементов, из которых состоит аккумулятор.

Что имеем сейчас? Допустим мы с вами владельцы телефона с аккумулятором ёмкостью три тысячи мАч и функцией быстрого заряда. При использовании стандартного зарядного устройства для того, чтобы полностью зарядить этот аппарат нужно заряжать его в течение одного часа силой тока плюс-минус три ампера, это среднее значение, т.к. напряжение в сети не стабильно.  Теперь представим, что нам захотелось заряжать этот телефон в течении одной минуты, в этом случае нам потребуется тока силой в 180 Ампер и просим заметить, это без учёта всяческих потерь. Так вот, для того чтобы зарядить устройство током с такими показателями потребуется проводник диаметром десять мм — это, на секундочку, в два-три раза толще телефона. Кроме всего прочего, при современных технологиях такое зарядное устройство будет не обычных размеров, такой ток может выдать сейчас пожалуй только серьезный преобразователь, как на фото ниже.

Вы скажете: «Можно увеличить напряжение, и дело в шляпе». Чисто теоретически – да, но аккумуляторы наших с вами смартфонов рассчитаны лишь на 3,7В. Есть правда технология Быстрого заряда, где используется напряжение в 20вт, но это не то революционное решение, о котором мы начали говорить с самого начала. Конечно, никто не захочет экспериментировать и заржать телефон от сети 220в.

 

Почти «Вечные» батарейки.

 

Почему почти? Да потому, что вечного ничего не бывает, равно как и вечного двигателя. Срок службы стандартной литий-ионной батарейки составляет от силы два года. Если честь, что даже если не пользоваться аккумулятором он деградирует, то действительность далека от идеала.

Выход из ситуации наши ученые из Оксфордского университета. Они предложили покрыть электрод существующих элементов аккумуляторов мелкими частицами графита и полимерными материалами. Как ожидается, такое ноу-хау окажет протекцию электродам, микротрещины в элементах, которые неизбежно появляются во время эксплуатации, будут затягиваться под воздействием полимеров.

Но, как это часто и бывает, дальше текст выпущенного в виде статьи в 2014 году, дело не пошло. Удачи ребятам на их нелегком поприще, а мы идем дальше.

 

Даёшь трехмерные аккумуляторы

 

Не так давно, в 2013 году ученые из штата Флорида заявили, что создали новый вид аккумуляторов на базе литий-ионов. Удалось достигнуть удельной мощности элемента аккумулятора в 1000 мВт/(см*мм), для представления чтобы это значило скажем, что удельная мощность имеющихся аккумуляторов из литий-иона не превышает показателей 10-100 мВт/(см*мм).

В чем суть метода? Плоские анод и катод, которые на сегодня применяются в аккумуляторах, были заменены на объемные структуры: анод заменил сульфид никеля и катодом послужил диоксид магния. Оба на пористом никеле.

Несмотря на возгласы скептиков, практическое существование такого метода подтверждено научными статьями, хотя, как видимо, ждать массового выпуска аккумуляторов на базе данной технологии ждать и ждать.
 

Подзарядка посредством дисплея

 

Нужно сказать, что ученые умы стараются найти способы продления держания заряда не только поиском новых материалов, но порой и весьма необычными способами. Как вам нравиться идея встроить прозрачные солнечные батареи в экран телефона? Именно это предложили ученые из штата Мичиган. Похоже на бред сумасшедшего, ведь солнечная панель и поглощает свет солнца потому, что непрозрачна, однако ученые схитрили: материал из которого сделан прозрачный дисплей поглощает только невидимый спектр излучения, инфракрасный и ультрафиолетовый, после чего, сами солнечные батареи находящиеся в торце дисплея улавливают отраженные в аппарате фотоны.

Основным камнем преткновения для применения этой технологии на практике это весьма низкий КПД солнечных элементов — всего 1% против 30%, которыми обладают обычные солнечные панели. Ученые борются над тем, чтобы повысить этот показатель хотя бы до 5% но пока безуспешно. Пожелаем и им удачи.

 

Каждому телефону по мирному атому

 

Почему мы используем понятие «аккумулятор»? да потому, что элементы в смартфонах перезаряжаемы. Ученые же, очередные, предложили снабжать сотовые аппараты, и не только, одноразовыми аккумуляторами. В качестве элемента питания, который мог бы питать телефон энергией без дополнительного вмешательства учёные университета штата Миссури предложили применять технологию РИТЭГ — радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Принцип их работы основан на превращении в электроэнергию выделяющегося тепла при химической реакции в изотопе. В качестве подтверждения, что такая методика имеет место быть, скажем, что такие элементы питания применяются в некоторых кардиостимуляторах.

Несмотря на то, что миру были продемонстрированы тестовые образцы таких аккумуляторов, данная технология далека от конечного потребителя. Стоимость её производства дорога, да и некоторые страны связаны по рукам ограничениями на переработку радиоактивных элементов.

 

Будущее где-то рядом

 

Ликуйте футуристы, в начале этого года в славной стране Испания было объявлено о закладке первого кирпича в строительстве завода компании Graphenano. Завод будет производить  графен-полимерые аккумуляторов для электрокаров.

Новый тип аккумуляторов почти в пять раз дешевле по себестоимости, чем традиционные литиевые аккумуляторы, да и другие показатели выше, будь то скорость заряда и емкость. Когда именно увидит свет новое поколение батарей, пока замалчивается, но вполне возможно, что среди покупателей его продукции будет Volkswagen. Фирма уже заявила о выпуске в свет электрокаров с пробегом до 450 миль от одного заряда аккумуляторов к и по планам произойдет это совсем скоро в 2018г.

Будем надеяться, что исследования  в области графеновых аккумуляторов продолжаться, и свет увидят батарейки не только для авто, но и для миниатюрных телефонов.

 

Когда же все же?

 

Но почему и по сей день, несмотря на количество новостей связанных с темой нового поколения элементов питания мы до сих пор ходим с литий-ионным аккумуляторами? Все не так легко, как на словах. От старта технологии до её выпуска в массовое производство уходят многие года, а то и десятки. К примеру, сотовый телефон был изобретен аж в шестидесятых годах, а активно им пользоваться мы стали лишь спустя сорок лет. Так что остается только ждать прорывов и набраться терпения.

https://batterybest.ru

Комментарии (0) Изображения
Фотографии
Комментарии

Оставить комментарий

Ваше Имя:


Ваш комментарий: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.

Оценка: Плохо            Хорошо

Введите код, указанный на картинке: