Тези нови технологии в батериите ще променят света

4
1899

Мобилните устройства, смарт-часовниците, електромобилите и другите интелигентни продукти стават все по-модерни, но са ограничени от капацитета на акумулаторните батерии. Най-големите технологични компании, а сега и автомобилните производители са съвсем наясно с ограниченията на сегашните литий-йонни акумулаторни батерии. Докато чиповете и операционните системи стават все по-съвършени и пестят все повече енергия, повечето смартфони издържат един или два дни с едно зареждане.

 

Много университети и компании инвестират сериозни суми в развитието на батериите. Но засега няма нищо конкретно, което да се отрази на нашите смартфони и други мобилни устройства. Това е така, защото се очаква цялостна промяна, преди да се направи скока към новите технологии в акумулаторните батерии. Следващата година се очаква да бъде „Годината на промяната на акумулаторните батерии“. Нека да разгледаме най-интересните и най-перспективните открития в тази област, които съвсем скоро могат да се появят сред нас.

Горивни клетки за смартфони и безпилотни летателни апарати

Създаден е горивен елемент от нов тип, който дава възможност на смартфоните да работят цяла седмица с едно зареждане, а на дроновете да летят над един час. Учените от университета Поханг в Южна Корея за първи път съчетаха пореста неръждаема стомана с тънък електролитен филм и електроди с минимална топлопроводимост. Резултатът е батерия, която е по-издръжлива и по-дълготрайна от стандартната литий-йонна батерия. Новата горивна клетка може да се използва в смартфоните, безпилотните летателни устройства и дори в електромобилите. Да не забравяме, че става дума за Южна Корея и новият горивен елемент може да се появи в следващия Samsung Galaxy S8.

Графенови батерии за електромобили

Бъдещето е в графеновите батерии. Разработен е нов вид акумулаторна батерия с име Grabat, която може да даде на електрическите автомобили пробег от 500 мили (около 800 километра).

Graphenano допълва, че новите акумулаторни батерии могат напълно да се заредят само за няколко минути. По-конкретно, батериите Grabat се зареждат и отдават енергия 33 пъти по-бързо от литий-йонните. Бързото отдаване на енергията е от решаващо значение за електромобилите.

Капацитетът на 2,3 V батерия Grabat достига внушителните 1000 W/кг, докато при Li-Ion, този показател е 180 W/кг. Технологията на производството на батериите Grabat се развива добре и първите прототипи трябва да се появят съвсем скоро.

Микрокондензатори, създадени с помощта на лазер

Учени от университета Райс направиха пробив при суперкондензаторите с много малки размери. В момента тези компоненти са скъпи, но това може съвсем скоро да се промени чрез новата лазерна технология.

С помощта на лазери в пластмасово фолио се прогаря модела на суперкондензатора. Производствените разходи са ниски и е възможно серийното производство. По този начин се създават акумулаторни батерии, които се зареждат 50-пъти по-бързо от сегашните и се разреждат по-бавно от днешните суперкондензатори.

Натрий-йонни акумулаторни батерии

Натрий-йонните батерии използват сол, а първите прототипи, създадени от френската индустриална група RS2E успешно работят в стандартните лаптопи.

Тази батерия има стандартен дизайн и може да се поставя в лаптопите и дори се използва в електромобили като Tesla Model S.

Начинът на работа и технологията се пазят в тайна, 6,5-сантиметровата батерия дава 90 Wh на килограм и е сравнима с литий-йонната. Засега тази акумулаторна батерия има живот от 2000 цикъла зареждане-разреждане и този параметър трябва да се подобри.

Батерии от пенопласт

Бъдещето на батериите може да се окаже триизмерно. Prieto е първата компания, която направи акумулаторна батерия от субстрат на мед и пенопласт.

Тези батерии ще са по-безопасни, нямат запалим електролит и предлагат по-дълъг живот, по-бързо зареждане, пет пъти по-висока плътност и се очаква да бъдат евтини.

Засега Prieto създава батерии предимно за мобилни устройства, но казва, че в бъдеще могат да се появят и пенопластови акумулаторни батерии за електромобили.

Твърдотелни акумулаторни батериите

Учени от Масачузетския технологичен институт, съвместно със Samsung, разработиха изцяло твърдотелни батерии, които са по-добри от литий-йонните, по-дълготрайни са и предлагат по-голяма мощност.

Стандартните литий-йонни батерии използват електролит за транспортиране на заредените частици между двата електрода. Тази течност може да разгради батерията и да се запали.

Според MIT, техните нови батерии могат да се зареждат и разреждат стотици хиляди пъти, преди да се амортизират. Те не са запалими и са идеални за електромобилите. Сега се работи върху увеличаване плътността на мощността с още 20-30%.

Нано технологии: троен капацитет и зареждане за 6 минути

Отново MIT създаде акумулаторна батерия, която утроява капацитета на днешните батерии и ускорява пълното зареждане само до 6 минути. Най-хубавото на тази технология е, че масовото производство не е скъпо и съвсем скоро можем да видим тези акумулаторни батерии.

Алуминиево-графитни батерии, които напълно се зареждат за 60 секунди

Учени от Станфорд създадоха батерия от алуминий и графит, която в един смартфон се зарежда само за една минута. Тези алуминиеви батерии са гъвкави, дълготрайни и се зареждат абсурдно бързо.

Единствения има недостатък е, че дават около половината от мощността на литий-йонната батерия. Но при пълно зареждане само за 60 секунди, те имат бъдеще.

Батерията Alfa издържа 14 дни, след като и се налее вода

Тази интересна батерия с име Alfa има 40 пъти по-голям капацитет от литий-йонната. Alfa възстановява нормалната си работа чрез наливане на вода – независимо дали солена или нормална. Едно наливане на вода е достатъчно за 14-дневна работа, но този срок зависи от специалния пигмент, създаден от Fuji.

Тези батерии би трябвало най-напред да се появят в електромобилите. Малко трудно е да си представим станции за зареждане с чешмяна вода. Да се надяваме, че ще има нещо подобно и за смартфоните.

Fuji твърди, че тяхната Alfa има огромна плътност на енергията – около 11 400 Wh/кг, но засега не е известно, кога ще бъде на разположение.

 

Гъвкава батерия

Тази батерия би могла да се използва при смарт-часовниците, като бъде вградена в каишката на устройството. Гъвкавите батерии са идеални за създаване на интелигентни дрехи, които следят здравето на човека.

Първият прототип е доста голям и не е чак толкова гъвкав. Въпреки това захранва един Samsung Gear 2. Гъвкавите батерии могат масово да се произвеждат още днес, но променят досегашната концепция за разработването на електроника. Този процес навярно ще приключи скоро, а ние трябва да се подготвим за по-тънки смарт-часовници и интелигентни облекла.

Енергия от кожата

Това е устройство, което използва силата на триене върху кожата на хората. В ролята на електрод се поставя 50 нанометрово златно фолио, поставено в силикон, съставен от хиляди малки елементи, които създават по-голяма контактна площ с кожата. Вече има устройства за носене, които се захранват по този начин. Интересна алтернатива на обикновените акумулаторни батерии.

Lumopack само след 6 минути може да зареди iPhone 6

На пазара има много и най-различни външни акумулаторни батерии, които обаче се зареждат твърде бавно. Lyte Systems представи външната батерия Lumopack с капацитет 6000 mAh, която се зарежда до 100% само за 30 минути. След шестата минута, Lumopack може да зареди един съвременен смартфон.

Батерия, която може да се сгъва като хартия

Тези батерии вече са тествани и издържат над 200 000 сгъвания, без да загубят производителността си. Могат да се използват при каишките на смарт-часовниците, могат да се сгънат до съвсем малък обем, а при нужда от по-мощно захранване, да се разгънат и поставят в смартфона.

uBeam: ултразвукова технология за зареждане от разстояние

Това е зарядно устройство за акумулаторни батерии, което е готово за комерсиална употреба. Създадено е от 25-годишната Мередит Пери, преобразува електрическата енергия в ултразвук, а приемникът, към което е включено мобилното устройство, улавя излъчването и го преобразува в електроенергия. Устройството е тънко едва 5 милиметра и дава възможност за зареждане от много по-голямо разстояние, отколкото електромагнитното зареждане.

 

Зареждане от енергията на росата

Тази технология е в съвсем начален стадий, но учените от MIT са намерили начин да получават електрическа енергия от росата и водата във въздуха. При първоначалните тестове са произведени съвсем малки количества енергия, която няма да захрани мобилното устройство, но методът може да се окаже полезен в места, където няма друг източник за захранване. Може да се вгради в капака на хладилна чанта и тези размери са достатъчни за да зареди смартфон за около 12 часа.

Зарядното StoreDot зарежда смартфоните за 30 секунди

Зарядното StoreDot работи с обикновените стандартни смартфони и е създадено от отдела за нанотехнологии в Тел Авив. Използвана е нанотехнология за синтезиране на изкуствени молекули. Прототипът все още не се събира в стандартните смартфони, а създателите на StoreDot твърдят, че през 2017 година ще представят зарядно, което може да зареди електромобил само за 3 минути.

Прозрачни слънчеви батерии

Alcatel първи показаха мобилен телефон със слънчев панел върху екрана на дисплея. Засега по този начин се допълва енергията на стандартната акумулаторна батерия и се увеличава времето на автономна работа.

 

Energous WattUp

Energous създаде системата за безжично зареждане WattUp, с помощта на която на разстояние до 4,5 метра се предава електричество с мощност 10 W. Използват се радиовълни с честота 5,7-5,8 GHz, а зарежданото мобилно устройство може да се движи и премества.

Батериите на Шон Уест се зареждат само за 26 секунди

Изобретателят Шон Уест създаде акумулаторна батерия, която вместо химикали използва литий-йонни кондензатори. Батерията се зарежда едва за 26 секунди, но досега не задържаше заряда дълго време. Шон Уест е преодолял този проблем и съвсем скоро можем да видим тази удивителна батерия.

Алуминий-въздушната акумулаторна батерия дава 1100 мили с едно зареждане

Метално-въздушните батерии не са нещо ново, но при алуминий-въздушната батерия, изобретена от израелската Phinergy алуминият се използва  като гориво и съвременен електромобил с едно зареждане може да измине 1000 мили или 1609 километра. Phinergy допълват, че имат сключен договор с голям производител на автомобили, който ще започне да поставя техните батерии от началото на 2017 година.

Батерии, захранвани с урина

Използва се горивна клетка с микроби, които при разграждането на урината генерират електрически ток. Бил Гейтс работи в това направление и може би тоалетната чиния ще бъде преоткрита.

Захранване с помощта на звук

Английски изобретатели показаха, че смартфоните могат да се зареждат чрез околните звуци. Използват се наноногенератори, които чрез пиезоелектричния ефект генерират електрически ток от звуците и околните шумове. Генераторите реагират и на човешкия глас и бъбривците явно ще могат да говорят още по-дълго.

Смартфонът Tag Heuer Meridiist, зареждан със слънчева енергия

Това е нова версия на супер луксозния смартфон, която се захранва и работи чрез преобразуване на слънчевата батерия. Над LCD екрана е поставен прозрачен фотоволтаичен елемент, който не е видим с просто око и е достатъчен за работата на смартфона, когато е огрян от слънчева светлина. Стандартният Meridiist струва 3900 евро, а цената на този модел не е обявена.

 

Акумулаторната батерия Ryden се зарежда 20 пъти по-бързо

Японската компания Power Japan Plus създаде органичната акумулаторната батерия Ryden, която използва въглерод, зарежда се 20 пъти по-бързо от обикновените литий-йонни батерии и може да се произвежда в същите фабрики. Батериите са екологични и издържат 3000 цикъла на зареждане.

Органична батерия, производството на която е с 97% по-евтино

Това е изобретение на MIT за създаване на органични батерии с цена едва $27 за акумулиране на 1 киловатчас. При металните батерии този показател е $700 за 1 KWh. Използват се хинонови молекули.

Батерията с пясък вместо графит има три пъти по-дълъг живот

Това е друг вид литий-йонна акумулаторна батерия, в която анодът е направен от пясък, вместо от графит. Добавянето на пясък тройно подобрява параметрите на батерията, като едновременно с това тя не е токсична и е екологично чиста.

Upp: външна водородна акумулаторна батерия

Батериите от този вид отдавна помагат на космонавтите. Сега е създадено зарядно за мобилни устройства, което работи с водород. Upp тежи 500 грама и генерира на USB порта си 5V, 1000 mA електрическа енергия.

 

Акумулаторните батерии на NTU

Учените от Нанянския технологичен институт създадоха акумулаторна батерия, която се зарежда до 70% само за 2 минути, като времето за живот е 20 години. Това може да се окаже пробив в сферата на електромобилите. Технологията за производството на тези батерии е лицензирана.

Нанобатерии

Нанобатериите са 80 000 пъти по-тънки от човешкия косъм, имат три пъти по-голяма плътност на енергията, зареждат се за около 12 минути и издържат хиляди цикли на зареждане-разреждане. Нанобатериите са съставени от малки наноелементи, подредени като пчелна пита. Електрическата енергия изминава по-малки разстояния и цялостната батерия е по-ефективна.

0 0 глас
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
4 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари