• 
• 

Ładowanie w sekundy

12-03-2009 14:04

bateria litowa · samochód elektryczny · MIT · szybkie ładowanie · rozładowanie

Inżynierowie z MIT-u tak zmodyfikowali baterie litowe, że możliwe jest załadowanie ich w kilka sekund. Przy tym, co niezmiernie ważne, użyli tych samych materiałów, które są obecnie wykorzystywane w bateriach. Zmienili tylko sposób jego produkcji. Oznacza to, że nowe urządzenia mogą trafić na rynek w ciągu 2-3 najbliższych lat.

Baterie, które będzie można ładować w kilka sekund przydadzą się zarówno w telefonach komórkowych, jak i w samochodach elektrycznych. Chociaż, w tym ostatnim przypadku, większość z nas nie mogłaby ładować ich we własnych garażach, gdyż domowa sieć elektryczna nie będzie w stanie dostarczyć odpowiedniej ilości energii.

Jak wiemy, nowoczesne baterie litowe są w stanie przechowywać duże ilości energii. Ich wadą jest natomiast powolne oddawanie energii i powolne ładowanie. W przypadku np. samochodu elektrycznego oznacza to, że będziemy mogli jeździć nim przez dłuższy czas ze sporą prędkością, jednak będzie miał on słabe przyspieszenie, a gdy bateria się wyczerpie, będzie wymagała wielogodzinnego ładowania.

Naukowcy przez długi czas sądzili, iż winnymi tej wady są jony litu, które, niosąc ładunek elektryczny, bardzo wolno przemieszczają się przez materiał, z którego zbudowano baterię. Jednak przed pięciu laty profesor Gerbrand Ceder i jego zespół z MIT-u dokonali zaskakującego odkrycia. Okazało się, że jony potrafią poruszać się bardzo szybko. Uczeni zaczęli więc szukać przeszkody, która je spowalnia. Szczegółowe badania wykazały, że jony rzeczywiście poruszają się błyskawicznie, pod warunkiem, iż wykorzystują do tego celu "tunele" dostępne z powierzchni na której się gromadzą. Jon, który ma pod sobą tunel, przemieści się szybko, ten, który nie ma do dyspozycji tunelu, porusza się powoli. Jony nie potrafią przesunąć się tak, by mieć pod sobą tunel.

Ceder i jego student, Byoungwoo Kang, tak zmodernizowali obecnie wykorzystywany materiał, by jony poruszały się po jego powierzchni jak po obwodnicy i by w końcu trafiały do tunelu.

Obaj uczeni stworzyli miniaturową baterię, która może zostać rozładowana lub załadowana w czasie 10-20 sekund. Identyczna bateria budowana tradycyjnymi metodami potrzebuje 6 minut na pełne rozładowanie lub załadowanie.

Ponadto szczegółowe badania wykazały, że zmodyfikowany materiał, w przeciwieństwie do materiału niezmodyfikowanego, nie ulega degradacji podczas ładowania i rozładowywania. To oznacza, że nowa bateria o tej samej pojemności może być mniejsza i lżejsza od tradycyjnej.

Autor: Mariusz Błoński

Źródło: MIT

Dojdzie do tego, że stacie "prądowe" będą sprzedawały elektryczność po cenie trzykrotnie wyższej od normalnej ceny prądu w sieci to dopiero będzie biznes!

2009-03-12 16:56

mikroos

Nie będą. Bo dostęp do energii elektrycznej ma każdy. A więc będą musieli w jakiś sposób zachęcić Cię, byś "tankował" u nich, a nie ciągnął prądu od siebie z gniazdka. Myślę więc, że będą mieli ceny niższe niż w sieci, bo po prostu będą kupowali hurtowo od wytwórców. Generalnie będzie się więc opłacało pojechać do nich na tankowanie. Jedynym wyjątkiem będzie sytuacja, gdy sam sobie będziesz producentem. Co może nastąpić za nie tak długo. Wystarczy, że znacząco stanieje produkcja energii ze słońca.

2009-03-12 17:05

Mariusz Błoński

Chodzi mi o co innego - sam napisałeś w notce, że zwykłe domowe gniazdko nie dostarczy energii dostatecznie szybko Jadąc w trasę (i to niekoniecznie długą, bo zasięg samochodów elektrycznych nie jest powalający) będziesz uzależniony od firm.

2009-03-12 17:11

mikroos

Pewnie jakieś korporacje naftowe wykupią ten patent aby nie dostał się całkowicie do silników samochodowych. Najpierw muszą sprzedać resztę ropy, która jeszcze jest w Ziemi.
A stacja "benzynowa" dla takiego elektrycznego auta mogłaby się składać z kilku wiatraków energotwórczych. Jedyny koszt to koszt budowy i konserwacji.
Wciąż za mało korzystamy z alternatywnych źródeł.

2009-03-12 17:44

benqbooks

Akurat wiatraki są skrajnie nieopłacalną formą dostarczania energii. Farmy wiatrowe powstają wyłącznie ze względu na absurdalne kwoty dopłat dla ich właścicieli.

2009-03-12 17:49

mikroos

benqbooks napisał(a):
Pewnie jakieś korporacje naftowe wykupią ten patent aby nie dostał się całkowicie do silników samochodowych. Najpierw muszą sprzedać resztę ropy, która jeszcze jest w Ziemi.

Niech zgadnę, kto będzie pierwszy w kolejce do budowy stacji ładujących pojazdy elektryczne. Korporacje naftowe, posiadające rozbudowaną sieć tradycyjnych stacji i dysponujących ogromnym kapitałem inwestycyjnym. Produkty naftowe i tak się sprzeda, jak nie do silników, to do elektrowni.

2009-03-12 18:31

shg

A mnie się w tym podoba aspekt ładowania telefonu komórkowego w dajmy na to, minutę czy pięć (normalna bateria ładuje się przecież kilka godzin a nie kilka minut   ) - np tuż przed wyjściem z domu, gdy zauważyło się że bateria pada albo wręcz w innym miejscu gdy już padła - np na uczelni

2009-03-13 09:46

lucky_one

braknie energi w domowym gniazdku trochę to bzdurnie napisane.
Przecież energię można gromadzić więc bez większego problemu można zbudować urządzenie, które będzie podpięte do gniazdka w domu, zgromadzi spory zapas energii, np. przez noc i przeładuje ją w kilka sekund do takiej baterii. W sumie zwykły kondensator tak działa...

2009-03-13 11:05

cyberant

Co więcej, ładowanie auta byłoby rewelacyjnym pomysłem przy posiadaniu taryfy nocnej

2009-03-13 12:52

mikroos

Tak czy inaczej postęp. Świat się zmienia. Staje się wygodniejszy dla nas. Od zasilania bateryjnego i akumulatorowego jest dziś uzależniona cała masa urządzeń a tym samym i my.
Kondensator, hmmm, jak zwykle wszystko rozbija się o konkretne dane liczbowe.
Bateria niech ma 1000 mAh. Czyli 1 A przez godzinę dostarcza- to taki mały paluszek jest jeśli chodzi o wygląd.
Żeby go naładować w 10 sekund potrzeba prądu ładowania 3600/10=360 Amper. Taki prąd pali przewody i to całkiem grube.
Trzeba potężnych obejm, transformatora jak w lutownicy transformatorowej i... prostownika pracującego z takim prądem.
Drugie rozwiązanie-kondensator.
1 A przez 1 godzinę to 3600 s x 1 A =3600 C ładunku elektrycznego.
Jak na kondensatory to jest zabójcza ilość ładunku, chyba największe sprzedawane na allegro są w stanie naładować się do ładunku:
69.000uF x 55 V= ok. 8 C
Widzi ktoś różnicę? 8 C do naładowania najpotężniejszych i nie tanich kondensatorów a 3600 C aby naładować mizerny akumulatorek
Powodzenia.

2009-03-13 18:08

thikim

Coś mi się nie chce wierzyć że taki mały paluszek tyle energii w sobie ma.. To by samochody na to jeździły, a nie samochodziki Na pewno się gdzieś w obliczeniach nie pomyliłeś?

2009-03-13 19:29

lucky_one

Wszystko się zgadza z tą pojemnością. Jest w tym trochę gry liczb, ale na papierze to prawda. W podobny sposób udowodniliśmy kiedyś, że pojedynczy orzeszek ziemny zawiera w sobie tyle energii, że jego spalenie powinno pozwolić na wyniesienie kilogramowego ciała na wysokość 430 metrów nad ziemię, a i to wyszło nam przy baaardzo niestarannym przeprowadzeniu doświadczenia i zmierzeniu realnego, a nie hipotetycznego wykorzystania tej energii

2009-03-13 19:32

mikroos

To jak przy cyferkach i orzeszkach jesteśmy - może ktoś wie jak się mierzy kaloryczność pokarmów ? Chyba nie za pomocą ich spalania ?

2009-03-14 00:44

thibris

A właśnie, że za pomocą spalania po wstępnym osuszeniu istnieje też metoda pośrednia i mniej dokładna, czyli na podstawie pomiaru zawartości podstawowych składników (cukry i białka po 4 kcal/g, tłuszcze 8-9 kcal/g)

2009-03-14 01:15

mikroos

Kurcze.. to wychodzi że człowiek zużywa na samo życie tyle energii co produkuje elektrownia Nie wspominając o jego wynalazkach
Swoją drogą, ciekaw bym był jak by wyglądała konstrukcja samochodu albo samolotu na orzeszki ziemne

2009-03-14 10:02

lucky_one

komentarze [20] »