Прогресс аккумуляторов. На грани прорыва.
Последние несколько лет в области производства различных источников энергии идёт очень быстрый прогресс. Но главное, пожалуй, это скачкообразный прогресс в технологиях аккумуляторов. Согласитесь что время автономной работы один из наиболее важных параметров для всей портативной электроники. Никто уже не хочет быть привязанным к розеткам.
После потрясшего меня
удивительного аккумулятора-корпуса мне захотелось сделать краткий обзор, какие ещё существуют варианты.
Давайте же посмотрим какие технологии будут обеспечивать нам мобильность в будущем?
Супераккумулятор на ионной жидкости
Американцы разработали супераккумулятор на ионной жидкости
Новые батареи будут использовать в качестве анода металл (как вариант - цинк), который в ячейке должен окисляться кислородом из воздуха, а при заряде батареи - обратно восстанавливаться.
Однако в отличие от прежних электрохимических батарей на базе цинка в новом роль электролита должен играть не водный раствор, а ионная жидкость. Соответственно, новый тип аккумулятора получил название Metal-Air Ionic Liquid Battery.
Основатель Fluidic Energy Коди Фризен (Cody Friesen), профессор университета Аризоны, утверждает, что применение ионной жидкости снимет главную проблему перезаряжаемых цинковых элементов - испарение и деактивацию электролита.
Вместе с тем команда Фризена разработала для своей ячейки высокопористый электрод с размерами пор до 10 нанометров, который хорошо удерживает цинк, мешая ему формировать дендриты, способные привести к короткому замыканию.
Главное же в исследовании компании: поиск ионной жидкости с подходящими параметрами. Она должна не только "по электрохимии" соответствовать требованиям к новой батарее, но и выпускаться в достаточном количестве и по приемлемой цене.
В результате же, по словам главы Fluidic Energy, на свет появится перезаряжаемая электрохимическая ячейка с феноменальной удельной ёмкостью от 900 до 1600 ватт-часов на килограмм, да ещё и с ценой немногим большей, чем у свинцово-кислотных батарей, то есть втрое ниже, чем у аккумуляторов литиевых.
Если Фризену удастся сдержать своё обещание и достичь на практике верхней планки, это будет означать, к примеру, что пятиместный электромобиль сможет проехать 1000 километров на одном заряде аккумулятора, весящем всего 100 кг.
Что ни говори, а перспективы весьма и весьма заманчивые. Если ещё допустить, что перезарядку можно осуществлять простой заменой электролита на заряженный, то перспективы электротранспорта становятся совсем радужными. Ведь никому не охота ждать на заправке полчаса, пока зарядятся батареи. А так зарядка будет идти со скоростью заправки бензином. Отработанный электролит сливается, а заряженный заливается. Десять минут и все.
Но это хорошо для транспорта. В электронике, особенно в компактно скорее пригодится следующая разработка.
Гибкие печатные литий-ионные батареи
Японские учёные разработали гибкие печатные литий-ионные батареи
Группа учёных из Японии разработала литий-полимерную батарею, для изготовления которой можно использовать только процесс печати. Аккумулятор является гибким, основное предназначение - установка в гибкие солнечные панели, дисплеи, подвергающиеся механическим нагрузкам поверхности. Толщина такого источника питания составляет всего 500 мкм. Если встроить его в фотоэлектрическую панель, получится одновременно и генератор, и устройство хранения энергии.
Исследователи создали два варианта прототипов - с выходным напряжением 2 В и 4 В при температуре окружающей среды. Они являются частью трёхлетней исследовательской программы, планируемой к завершению в марте 2011 года, а в настоящий момент проходит адаптация технологии к коммерческому использованию. Разработчики также занимаются поиском прикладных областей для своей новинки. Ёмкостные характеристики не называются, как и применённые материалы.
Названные перспективы применение таких гибких аккумуляторов пожалуй выбраны не совсем точно. Наверняка такие печатные батареи пригодятся и в гибких устройствах типа беспроводных наушников, или какой-нибудь кибер-перчатке вроде
AirMouse, или электронике встраиваемой прямо в одежду.
Ну и на последок самая перспективная, но пока что ещё теоретическая технология.
Цифровые квантовые батареи
Разработан проект «цифровой квантовой батареи»
Американские ученые уверены, что им удалось разработать проект элемента питания, плотность энергии которого в десять раз превосходит лучшие ионно-литиевые батареи.
Осталось придумать, как его сделать.
Новинка названа «цифровой квантовой батареей». Альфред Хублер, директор Центра исследования комплексных систем при Университете Иллинойса, направил ее описание в журнал Complexity.
Батарея состоит из большого количества микроскопических конденсаторов, которые созданы из электродов размером в 10 нанометров, разделенных диэлектриком. Как говорит г-н Хублер, квантовые эффекты, возникающие благодаря наномасштабу конденсатора, предотвращают возможность перехода заряда с одного электрода на другой, когда напряжение электрического поля между электродами достигает критической отметки. В результате конденсатор может нести огромный заряд.
Заряжаться такая батарея будет в несколько раз быстрее современных ионно-литиевых аккумуляторов.
Батареи могут использоваться в целом ряде изделий - от ноутбуков до электрокаров. Если кто-то и сможет освоить их производство, то, по мнению Альфреда Хублера, это компании уровня Intel и AMD. Если удастся найти инвестора, прототип, по словам изобретателя, реально произвести в течение года.
Вот так выглядят самые заманчивые на сегодняшний день перспективы в области новых аккумуляторов. Надо также отметить, что одними только аккумуляторами возможности энергозапасения не исчерпываются. Ведь существуют также и многочисленные компактные источники энергии в виде различных топливных элементов, и даже микроантен :)
После потрясшего меня
удивительного аккумулятора-корпуса мне захотелось сделать краткий обзор, какие ещё существуют варианты.
Давайте же посмотрим какие технологии будут обеспечивать нам мобильность в будущем?
Супераккумулятор на ионной жидкости
Американцы разработали супераккумулятор на ионной жидкости
Новые батареи будут использовать в качестве анода металл (как вариант - цинк), который в ячейке должен окисляться кислородом из воздуха, а при заряде батареи - обратно восстанавливаться.
Однако в отличие от прежних электрохимических батарей на базе цинка в новом роль электролита должен играть не водный раствор, а ионная жидкость. Соответственно, новый тип аккумулятора получил название Metal-Air Ionic Liquid Battery.
Основатель Fluidic Energy Коди Фризен (Cody Friesen), профессор университета Аризоны, утверждает, что применение ионной жидкости снимет главную проблему перезаряжаемых цинковых элементов - испарение и деактивацию электролита.
Вместе с тем команда Фризена разработала для своей ячейки высокопористый электрод с размерами пор до 10 нанометров, который хорошо удерживает цинк, мешая ему формировать дендриты, способные привести к короткому замыканию.
Главное же в исследовании компании: поиск ионной жидкости с подходящими параметрами. Она должна не только "по электрохимии" соответствовать требованиям к новой батарее, но и выпускаться в достаточном количестве и по приемлемой цене.
В результате же, по словам главы Fluidic Energy, на свет появится перезаряжаемая электрохимическая ячейка с феноменальной удельной ёмкостью от 900 до 1600 ватт-часов на килограмм, да ещё и с ценой немногим большей, чем у свинцово-кислотных батарей, то есть втрое ниже, чем у аккумуляторов литиевых.
Если Фризену удастся сдержать своё обещание и достичь на практике верхней планки, это будет означать, к примеру, что пятиместный электромобиль сможет проехать 1000 километров на одном заряде аккумулятора, весящем всего 100 кг.
Что ни говори, а перспективы весьма и весьма заманчивые. Если ещё допустить, что перезарядку можно осуществлять простой заменой электролита на заряженный, то перспективы электротранспорта становятся совсем радужными. Ведь никому не охота ждать на заправке полчаса, пока зарядятся батареи. А так зарядка будет идти со скоростью заправки бензином. Отработанный электролит сливается, а заряженный заливается. Десять минут и все.
Но это хорошо для транспорта. В электронике, особенно в компактно скорее пригодится следующая разработка.
Гибкие печатные литий-ионные батареи
Японские учёные разработали гибкие печатные литий-ионные батареи
Группа учёных из Японии разработала литий-полимерную батарею, для изготовления которой можно использовать только процесс печати. Аккумулятор является гибким, основное предназначение - установка в гибкие солнечные панели, дисплеи, подвергающиеся механическим нагрузкам поверхности. Толщина такого источника питания составляет всего 500 мкм. Если встроить его в фотоэлектрическую панель, получится одновременно и генератор, и устройство хранения энергии.
Исследователи создали два варианта прототипов - с выходным напряжением 2 В и 4 В при температуре окружающей среды. Они являются частью трёхлетней исследовательской программы, планируемой к завершению в марте 2011 года, а в настоящий момент проходит адаптация технологии к коммерческому использованию. Разработчики также занимаются поиском прикладных областей для своей новинки. Ёмкостные характеристики не называются, как и применённые материалы.
Названные перспективы применение таких гибких аккумуляторов пожалуй выбраны не совсем точно. Наверняка такие печатные батареи пригодятся и в гибких устройствах типа беспроводных наушников, или какой-нибудь кибер-перчатке вроде
AirMouse, или электронике встраиваемой прямо в одежду.
Ну и на последок самая перспективная, но пока что ещё теоретическая технология.
Цифровые квантовые батареи
Разработан проект «цифровой квантовой батареи»
Американские ученые уверены, что им удалось разработать проект элемента питания, плотность энергии которого в десять раз превосходит лучшие ионно-литиевые батареи.
Осталось придумать, как его сделать.
Новинка названа «цифровой квантовой батареей». Альфред Хублер, директор Центра исследования комплексных систем при Университете Иллинойса, направил ее описание в журнал Complexity.
Батарея состоит из большого количества микроскопических конденсаторов, которые созданы из электродов размером в 10 нанометров, разделенных диэлектриком. Как говорит г-н Хублер, квантовые эффекты, возникающие благодаря наномасштабу конденсатора, предотвращают возможность перехода заряда с одного электрода на другой, когда напряжение электрического поля между электродами достигает критической отметки. В результате конденсатор может нести огромный заряд.
Заряжаться такая батарея будет в несколько раз быстрее современных ионно-литиевых аккумуляторов.
Батареи могут использоваться в целом ряде изделий - от ноутбуков до электрокаров. Если кто-то и сможет освоить их производство, то, по мнению Альфреда Хублера, это компании уровня Intel и AMD. Если удастся найти инвестора, прототип, по словам изобретателя, реально произвести в течение года.
Вот так выглядят самые заманчивые на сегодняшний день перспективы в области новых аккумуляторов. Надо также отметить, что одними только аккумуляторами возможности энергозапасения не исчерпываются. Ведь существуют также и многочисленные компактные источники энергии в виде различных топливных элементов, и даже микроантен :)