Gelecekteki enerjiyi şarj etmek ve depolamak için en iyi 10 pil teknolojisi

tüm oyuncular, akıllı telefonlar, ses kaydediciler ve diğer giyilebilir araçlar gibi dijital cihazlar ve elektrikli arabalar, yeteneklerinde giderek daha sofistike hale geliyor. Sınırlamalar esas olarak pillerde depolanan sınırlı miktarda enerji tarafından uygulanır.

Örneğin bir akıllı telefon bir sonraki şarjdan sonra en fazla 2 gün çalışır. Şimdi eğer piller geliştirmek, daha kapasitif hale getirmek, daha sonra tek bir şarj üzerinde çalışmak birçok kez uzatılabilir.

Bununla birlikte, akıllı telefonlar maalesef son 10 yılda pil teknolojisini geliştirmekten çok daha hızlı gelişiyor. Ancak iyileşme için umut var, çünkü bilim hala durmuyor ve son yıllarda bilim adamları çok ilginç yeni çözümler sunmaya başladı. Geleceğin pil teknolojisi olarak adlandırılabilirler. Bazılarına dikkat edelim.

1. elektrikli araba 5 dakika içinde şarj ve telefon 30 saniye içinde

2022'de İsrail şirketi StoreDot, devrim niteliğindeki lityum pillerin teknolojisine dayanan elektrikli otomobiller ve cihazlar için pil üretmeye başlamayı planlıyor. Teknoloji, elektrikli araçların 500 kilometrelik mesafeyi sadece 5 dakikada geri kazanmasını sağlayacak!

Genellikle lityum pillerde kullanılan grafitin, yakın zamanda şirketin laboratuarında sentezlenen silikon ve bazı patentli materyaller de dahil olmak üzere özel bir metaloit karışımı ile değiştirilmesini isterler. Karışımı oluşturma işlemi daha az toksiktir ve pillerdeki kobalt miktarı yarıya inecektir. Bu arada, piller de daha güvenli olacaktır.

StoreDot şirketinin adı bile, şarj depolama yoğunluğunu artıran ve hızlı emilim ve enerji depolama ile yeni teknolojiye dayanan piller sağlayan nanodot olarak bilinen küçük biyoorganik peptit molekülleri içerir.

Bu arada, bilim adamları henüz şarj sırasında çok büyük bir akım geçirme ihtiyacı ile ilgili bazı teknik zorlukların üstesinden gelmemişlerdir. Bunun için, hem araç sistemindeki hem de doğrudan şarj istasyonundaki kablolar ve konektörler için daha gelişmiş bir soğutma sistemine ihtiyaç vardır.

Fizikçi Viktor Krivchenko, gelecek vaat eden pil türleri, lityum-kükürt güç kaynaklarının üretiminde temel sorunlar ve lityum-iyon pillerin avantajları hakkında:

2. nasıl telefonunuzu şarj ortam gürültüsünden

İngiliz bilim adamları, sürekli duran gürültüden bir ücret alabilen bir telefon geliştirdiler. Teknoloji piezoelektrik etkiye dayanmaktadır. Piezoelektrik nanojeneratörlerin kendileri belli bir anlamda uzun süre çok fazla gürültü yaptılar.

Ve şimdi bu tür uzmanlaşmış jeneratörler zaten oluşturuldu, arka plan gürültüsü üzerinde çalışıyor ve küçük pilleri şarj etmek için ondan elektrik akımı üretiyor. Aslında, telefon her zaman insanların sinirlerine dokunan gürültüden şarj oluyor ve şimdi somut faydalar sağlayabilir.

Araştırmacılar, çinko oksidin eklendiği özel bir karışım oluşturdular ve cihazın yüzeyini bu karışımla basitçe kapladılar. Böylece, tamamen piezoelektrik nanorodlarla kaplanmış bir yüzey, enerji üreten aparatın yüzeyi olarak ortaya çıktı. Bu nanorodlar ses dalgalarına karşı çok hassastır ve çok zayıf ses basıncından bile bükülür.

Nano jeneratörler bu salınımları enerjisi aküyü şarj etmek için yeterli olan bir elektrik akımına dönüştürür.Gürültü ses dalgalarını dönüştürmenin yanı sıra, nanojeneratörler de bir konuşma sırasında çıkan sesden çalışır, böylece sadece telefonda konuşarak kullanıcı zaten pilinin şarjını kısmen geri yükler.

3. saf silikondan çıkarılan pil ile pil kapasitesini artırın

Riverside Üniversitesi'nde, bir grup araştırmacı, lityum iyon pillere alternatif bir yaklaşım arayan geleneksel grafiti sıradan kumla değiştirmeye karar verdi. Başlangıçta bilim adamları, endüstriyel miktarlarda elde edilmesi de çok zor olan nanosize silikonun hızlı bozunması sorununa dikkat çekti. Bundan sonra, bilim adamları her zamanki mevcut kumu kullanmayı denemeye karar verdiler.

Kumun temizlenmesi kolaydır ve toz halinde uygulanması kolaydır. Arıtılmış kum, tuz ve magnezyum ile ıslatıldı, daha sonra oksijeni çıkarmak için ısıtıldı. Bu nedenle, elemanın kapasitesini üç kat artırmamıza, ayrıca kullanım verimliliğini artırmamıza ve hizmet ömrünü artırmamıza izin veren gözenekli bir yapının saf silikonuna sahibiz! Üretim ucuz ve çevre dostudur.

Pamuk, kahve çekirdekleri ve bomba pilleri:Karbon piller lityumun yerini alıyor

4. Hareket halindeyken akıllı telefonunuzu şarj edin

Manor Park'taki Surrey Üniversitesi'nden araştırmacılar, en sıradan kıyafetlerin bile biraz değiştirilmiş bir elektrik jeneratörü olarak kullanılabileceğini söylüyor. Giysilerin yüzey hareketinin enerjisini elektrik yüküne dönüştürebilen triboelektrik nanojeneratörlerin kullanılmasını öneriyorlar. Bu şekilde üretilen elektrik depolanabilir ve daha sonra normal bir lityum pile aktarılabilir veya doğrudan taşınabilir bir cihaz (oynatıcı, telefon vb.) İle çalıştırılabilir.

Temel olarak, triboelektrik nano jeneratörlerin teknolojisinin pratik bir sınırlaması yoktur, titreşim veya sürtünme olduğu yerlerde evlerin duvarlarında, kaldırım plakalarında, ağaç gövdelerinde ve dallarında, araba lastiklerinde vb. Böyle bir sistem, herhangi bir şeyin hareketinden enerji kullanımına izin verir - gece ışıkları, aletler, segwayler ve benzerlerinin pillerini şarj etmek. Bu konuda daha fazlası:Taşınabilir cihazları şarj etmek için nano jeneratörler

5. Ultrason şeklinde bataryaya enerji aktarın

Elektrik enerjisini "havadan" aktarma fikri yeni değildir. Ama neden bu amaçla ultrason kullanmayı denemiyorsunuz? Astrobiyolog Meredith Perry, ultrasonik vericileri iç elemanlara entegre etmeyi önermektedir. Belirli bir aralıktaki ultrason insanlar ve hayvanlar tarafından duyulmaz, bu nedenle ses dalgaları doğrudan gadget'a güvenli bir şekilde gönderilebilir, böylece kablosuz şarj sağlanır.

5.5 mm kalınlığında bir plaka, böyle bir sistemde bir verici olarak işlev görür, bu sadece şarj edilebilir bir alet çalışma bölgesinde olduğunda otomatik olarak açılır. Ultrasonik bir enerji dalgası, odaklanmış bir ışın şeklinde yönlendirilir ve şarj edilebilir bir cihaza monte edilmiş düz bir alıcı tarafından alınır. Wi-Fi'den farklı olarak, ultrason üzerindeki uBeam sistemi duvarların üstesinden gelemez, ancak enerji çok yoğun bir şekilde gönderilir.

Sonsuz Yaşam Pilleri

Herhangi bir tipte pillerin problemi sınırlı sayıda yaşam döngüsüdür, yani sonsuz sayıda değil, şarj edilebilir ve deşarj edilebilir. Asla yenisiyle değiştirilemeyen bir pil oluşturmak güzel olurdu, ancak gerektiğinde şarj edin ve bunu istediğiniz kadar yapın. California Üniversitesi'nde, Irwin neredeyse böyle ideal bir pil yarattı!

Araştırmacılar, kapasiteyi düşürmeden 200.000 şarj-deşarj döngüsüne dayanabilen altın nanotellere dayanan bir pil geliştirdiler.Saçtan binlerce kat daha ince kablolama, yeterince yüksek iletkenliğe sahip büyük yüzey alanları oluşturmayı mümkün kılar. Nanoteller, helyum elektrolit ve mangan dioksitten yapılmış özel bir kabukla kaplanır, bu da bozulmaya karşı nihai direnci elde etmeyi mümkün kılar. Bu karar bugün en umut verici olanlardan biri olarak kabul ediliyor.

7. Graphene yeni ufuklar açıyor

Grabat, özel bir karbon formuna dayanan piller yarattı - grafen. Bugün, piyasadaki en iyi olan grafen pillerdir. Örneğin, tek bir şarjla 750 kilometrelik bir elektrikli arabayı sürmeye izin veriyorlar.

Temel olarak, bu tür piller birkaç dakika içinde şarj edilebilir ve lityum iyon öncüllerinden 30 kat daha yoğun bir şarj verebilir. Zaten, bu tür piller insansız hava araçlarına monte edilmiştir, ayrıca elektrikli araçlarda ve ev santralleri için sürücüler olarak popülerlik kazanmaktadırlar.

8. Köpük piller ucuz olmaya söz veriyorum

Prieto mühendisleri, baskı ile oluşturulan ve elektro-polimerize bir ayırıcı ile bakır köpüğe dayanan katı hal bataryalarına güvenirler. Böylece şirket, modern lityum pillere göre 5 kat daha yüksek şarj yoğunluğu olan en güvenli, en ucuz, hızlı şarjlı ve uzun ömürlü pilleri yaratmayı planlıyor.

9. Sodyum - lityum için bir rakip

Sodyum, gezegendeki en erişilebilir kimyasal elementlerden biridir. Japonya'dan bir grup bilim insanının yeni bir pil türü üretmeyi planladığı sodyumdan. Burada nadir lityum gerekli değildir ve kapasite bundan daha 7 kat daha fazladır!

19. yüzyılın 80'li yıllarından beri sodyum, enerji kaynaklarının temeli olarak aktif olarak incelenmiştir ve şimdi tuz ve modern teknolojileri kullanarak, bir sodyum iyon pilini yeterince ucuz hale getirmek teknik olarak mümkün hale gelmiştir. Bununla birlikte, yaygın uygulamaların başlamasından birkaç yıl daha geçmesi beklenmektedir.

10. Gadget şarj etmek için hidrojen

Son zamanlarda, hidrojen yakıtı ile çalışan mobil ekipman için tamamen alışılmadık akıllı şarj cihazları satışa çıktı. Bu ürüne Upp denir. Hidrojen çevre için güvenlidir ve şarj sırasında sadece su buharı oluşur. Ortalama bir akıllı telefonun 5 tam şarjı için bir hidrojen hücresi yeterlidir. Şu anda, yüksek maliyet nedeniyle cihaz özellikle talep görmüyor, ancak fikir çok ilginç ve umut verici görünüyor.

Verimli Güneş Panelleri

Geleceğin 5 Sıradışı Güneş Paneli

5 sıradışı rüzgar jeneratörü tasarımı

Yerçekimi enerjisini kullanmak - nasıl mümkün