Ateities baterijos: kas ir kada nukarūnuos ličio jonus?

Baterijos naudojamos dešimtyse ar net šimtuose skirtingų daiktų, supančių mus kasdien: nuo telefonų, ausinių ir laikrodžių, iki paspirtukų, dronų ir automobilių.

Nors baterijų svarba kasdien vis labiau auga, jų technologijos taip sparčiai netobulėja – populiariausios šiandien tebėra prieš kelis dešimtmečius išrastos ličio jonų baterijos. Tačiau revoliucija jau netoli, sako „Telia“ telefonų kategorijos vadovė Rimantė Marcišauskienė.

„Ličio jonų baterijos ilgą laiką tenkino mūsų poreikius, tačiau artėja metas su jomis atsisveikinti, kadangi šios baterijos yra brangios, o jų galimybės ribotos. Naujomis baterijų technologijomis suinteresuotos ne tik technologijų, bet ir automobilių, atsinaujinančios energetikos bei kitos pramonės, į šią sritį liejančios milijardus dolerių. Vienintelis klausimas – kada įvyks didysis proveržis“, – sako R. Marcišauskienė.

Ji apžvelgia daugiausiai vilčių teikiančias inovacijas, apie kurias aktyviai kalbama pastaraisiais metais.

1. Anglies nanovamzdeliai. Bendrovė „NAWA Technologies“ teigia, kad jos sukurta ir užpatentuota technologija, naudojanti anglies nanovamzdelius, baterijų galią leidžia padidinti dešimteriopai, talpą – tris kartus, o tarnauja tokios baterijos penkis kartus ilgiau nei ličio jonų. Savo pagrindiniais klientais prancūzai įvardija elektromobilių gamintojus ir skaičiuoja, kad su jų baterijomis elektromobilis galėtų vienu įkrovimu įveikti 1 tūkst. km atstumą ir vos per 5 minutes bateriją būtų galima įkrauti iki 80 proc. Šį stebuklą pasauliui žadama pristatyti 2023 metais.

2. Ličio-sieros baterijų technologija jau kurį laiką įvardijama kaip realiausia kandidatė nukarūnuoti ličio jonų baterijas. Tokios baterijos būtų draugiškesnės aplinkai, gamyba – pigesnė, o talpa ir galia kelis kartus didesnė. Pavyzdžiui, tokio paties dydžio ličio-sieros baterija leistų vienu įkrovimu išmaniuoju telefonu naudotis penkias dienas. Problema ilgą laiką buvo ta, kad šių baterijų elektrodai per greit susidėvėdavo ir jos sugesdavo. Tačiau Monašo universiteto (Australija) tyrėjai šįmet paskelbė radę sprendimą: jie pakeitė elektrodo struktūrą, kad šis galėtų plėstis, o sierą stabilizavo šaukšteliu cukraus. Tiesa, šampano tyrėjai dar nešauna, nes norint pasiruošti masinei tokių baterijų gamybai dar teks įveikti nemažai iššūkių. Visgi jie turi vilties gamybą pradėti per penkerius metus.

3. Energija iš stiklo. Ne revoliucija, bet reikšmingas žingsnis į priekį: šiuo metu ličio jonų baterijose naudojamas grafitas keičiamas siliciu. Kalifornijos universiteto Riversaide (JAV) mokslininkai jau anksčiau atrado, kad silicio plėtimosi ir traukimosi problemą galima išspręsti naudojant gryną nanosilicį – tik kaip jį išgauti masiškai? Tyrėjai panaudojo stiklą: iki pudros susmulkino stiklinį butelį, iš jos išgavo reikiamos struktūros silicį ir padengė šias daleles anglimi, taip padidindami stabilumą ir energijos išlaikymo savybes. Šią technologiją rinkai jau pristatė startuolis „Silanano“. Pirmosios jo baterijos yra 20 proc. talpesnės, o netolimoje ateityje žadama pasiekti ir 40 proc. didesnį efektyvumą. Tačiau pagrindinis privalumas tas, kad šias baterijas galima gaminti esamose ličio jonų baterijų gamyklose.

4. Grafeno baterijos. Į šią technologiją dedama itin daug vilčių, mat grafenas – vieno anglies atomo storio nanomedžiaga – pasižymi visomis reikiamomis savybėmis: jis tvirtas, nesprogsta, o jo energijos tankis kelis kartus didesnis nei ličio. Tokias baterijas jau gamina Ispanijos kompanija „Grabat“, o „Samsung“ žada jau artimiausiais metais išleisti išmanųjį su grafeno baterija, kuri bus 45 proc. talpesnė ir ją įkrauti bus galima penkiskart greičiau nei esamas baterijas. Grafeno baterijomis taip pat domisi elektromobilių gamintojai, mat jas galima itin greit įkrauti ir jos saugesnės už esamas technologijas.

5. Baterija kaip konstrukcijos dalis. Iki šiol baterijos buvo atskiros įrenginių sudedamosios dalys. Tačiau Chalmerso technologijos universiteto (Švedija) mokslininkai siūlo naują požiūrį: o ką, jei baterija kartu būtų ir įrenginio korpusas? Lyginant su ličio jonų baterijomis, jų kuriamų anglies pluošto baterijų talpa yra keliskart mažesnė, tačiau jos yra tvirtos ir atsparios, taigi jas galima naudoti ir kaip paties įrenginio konstrukciją. Kitaip sakant, elektromobilyje, telefone ar kompiuteryje nereikėtų montuoti atskiros baterijos – šią funkciją galėtų atlikti korpusas. Tyrėjai jau turi struktūrinės baterijos prototipą, rinkai šią technologiją tikimasi pasiūlyti per kelerius artimiausius metus.

Tai anaiptol ne visos šiuo metu vystomos ar rinkai jau ruošiamos baterijų technologijos, jų galima priskaičiuoti dar bent kelias dešimtis. Be to, kai kurios tyrėjų komandos ir įmonės, kuriančios savo patobulintas baterijas, neskuba apie tai skelbti viešai, kol nėra pakankamai pasistūmėję. Taigi tik laiko klausimas, kada telefonų nebereikės krauti kasdien, o elektromobiliu be sustojimo galėsime nuvažiuoti tūkstantį kilometrų ar net dar daugiau.

Tiesa, ne viskam būtinos baterijos – kai kurie įrenginiai, naudojantys itin mažai energijos, galėtų veikti ir be baterijų, jei tik gautų nedidelį kiekį elektros energijos kitu būdu. Elektros perdavimo oru idėja sena kaip pati elektra, o radijo bangas į elektros energiją verčiančios rektenos (angl. rectifying antennas, rectennas) tobulinamos jau seniai, tačiau mokslininkams tik visai neseniai pavyko jas sumažinti iki mikroskopinio lygio, kad tokie įrenginiai būtų panaudojami praktiškai. Pavyzdžiui, gaudami elektros energiją iš ore sklandančių „Wi-Fi“ bangų, be baterijų galėtų veikti smulkūs daiktų interneto prietaisai – nuo sveikatos būklę stebinčių jutiklių iki vandens ar šilumos skaitiklių.

• Ženšenis: natūralus adaptogenas jūsų sveikatai.
• Lietuvos biudžetas nepasipildo milijonais už automobilių ridos klastojimą.
• IT Lietuvoje: trečdalis tėvų vis dar mano, kad tikslieji mokslai – berniukams.
• Ar galiu savo miške iškirsti sausuolius ir ko tam reikia?
• Ką daryti, kad turimas turtas nenuvertėtų: atkreipkite dėmesį į 4 žingsnius.
• Lietuvą sėkmingai pasiekė stiklinės stadijos europiniai unguriai.
• Paštu apsimetantys sukčiai masiškai atakuoja mobiliojo ryšio vartotojus.
• Ekonominiai ciklai: ar žinote, kaip jais pasinaudoti jūsų naudai?
• Pavasaris – vagišių darbymetis: neša kepsnines, net ir sunešiotus batus.
• Žvilgsnis į ateitį – „airBaltic“ išbandė „SpaceX“ internetą „Starlink“.
• Pensijos tolsta, darbuotojai sensta. Keisti požiūrį privalės ir darbdaviai.
• Žengsime į vasaros laiką − kodėl šis metas itin pavojingas vairuotojams?
• Seimas spręs, ar leisti gyventojams pasitraukti iš pensijų kaupimo.
• Daugiau nei ketvirtadalis vairuotojų vėluoja laiku atlikti techninę apžiūrą.
• Pasiūlymas internete lėmė prarastą laisvę: kaip atskirti verbavimą?
• Stalo žaidimai šeimai: linksmybės ir mokymosi derinys.
• Taip įdarytų kiaušinių dar neragavote: nustebinsite visą šeimą.
• Kaip keičiasi vairavimo įpročiai persėdus į elektromobilį?
• 4 išmanūs sprendimai, leidžiantys efektyviai taupyti elektrą.
• Žinomas treneris: trys klaidos, kurias daro tėvai mokydami vaikus plaukti.
• Delsimas mažinti naftos degalų vartojimą kainuoja 1 mln. eurų per darbo dieną.
• Sinchronizuotas palūkanų karpymas Europoje ir nerimo ženklai JAV.
• „Tele2“ tinkle jau veikia nauji dvylikaženkliai numeriai: numerių pakaks.
• Vandens someljė atsakė į amžiną klausimą: ar sveika gerti mineralinį vandenį?
• Finansinių apgavysčių mastai auga: kieno naudai veikia dirbtinis intelektas?
• Kaip atskirti alergiją nuo peršalimo ligų ir gripo?
• Atakuojami Ukrainos televizijos kanalai palydove „Eutelsat Hotbird“.
• Pasitikrinkite dar kartą: primena, kaip telefone įsijungti saugos pranešimus.
• Ilgesnės dienos – mažesnės elektros sąskaitos: kokie įpročiai jas dar sumažins?
• Vairuotojų išbandymas duobėtais keliais, gatvėmis: nuostoliai siekia tūkstančius.
• ES reguliavimas „ChatGPT“ ir dirbtiniam intelektui: pliusų daugiau, nei minusų?
• Skrendame dažnai, suprantame mažai: 9 keisti faktai apie aviaciją.
• Lietuvoje pasirinktas 5G diegimo būdas gerina ne visus kokybės parametrus.
• Odos niežulį gali sukelti net patiriamas stresas ar įtampa.
• Žvejyba – ar tikrai verta?
• Skelbiami „Auksinių scenos kryžių“ nominantai.
• FM siūlo reikšmingai didesnes baudas ir daugiau saugiklių azartiniams lošimams.
• Amžiui nepavaldus kelionių troškimas: kur dažniausiai keliauja senjorai?
• „Bitė“ nutraukia 4G namų maršrutizatorių prekybą.
• Įpročiai iš vaikystės: 5 smagūs būdai, padėsiantys vaikams gyventi tvariau.

Šio sąrašo naujienos detaliau

Daugiau ankstesnių naujienų:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147