Ny batteriteknologi lades på to minutter, varer i tjue år

Det er en ny batteriteknologi i horisonten, og det er en god sjanse for at det vil endre måten du bruker enhetene på - snart. Ved å erstatte grafittanoden i litiumionbatterier med titanoksid nanorør, har forskere ved Nanyang Technical University of Singapore vært i stand til å dramatisk forbedre ladetiden og holdbarheten til litiumionbatteriene.

Hvorfor er dette viktig? Fordi, akkurat nå, finner vi oss på en eller annen måte oss selv og planlegger våre liv rundt begrensningene i moderne batteriteknologi.

Forbrukerne kjøper ikke elektriske biler, fordi batteriene ikke er gode nok (til tross for at bilene selv er raskere, mer effektive og mer holdbare). Forbrukerne er bekymret for ansvaret for smarttelefonene sine. Pasienter med implanterbare medisinske enheter som pacemakere må bekymre seg om ladningsnivåene, og konsekvensene kan være dårlige. Moderne batterier, til tross for store fremskritt i de siste årene, er sakte å lade opp, lagrer ikke mye strøm, og nedbryter ganske raskt. Som et resultat danner de lange teltpolen i mange områder, fra forstørret virkelighet Augmented Reality Games: Er de verdt pengene? Augmented Reality Games: Er de verdt pengene? Ville det ikke vært lettere å spille en første personskytter hvis du faktisk holdt pistolen? Eller er slike forbedringer i stor grad overflødige i en alder når mobilspill kan stå alene. Les mer til selv kjører biler Autonome biler: Er roboter bra for miljøet? Autonome biler: Er roboter bra for miljøet? Måten vi bruker biler, kommer til å forandre seg. Disse endringene vil være omfattende, men et område som ikke har blitt undersøkt i så mye detaljert betydning: miljøpåvirkningen. Les mer .

Det er mange nye batteriteknologier i horisonten. Batteriteknologi som skal endre verdens batteriteknologier som kommer til å forandre verden Batterieteknikken har vokst sakte enn andre teknologier, og er nå den lange teltpolen i en svimlende antall bransjer. Hva vil fremtiden for batteriteknologi være? Les mer, men dette er bemerkelsesverdig for hvor nært det er å kommersialisere.

Hvordan Titanium Dioxide Batterier Arbeid

Så hvordan fungerer det nye gjennombruddet? I et konvensjonelt litiumionbatteri er den negative terminalen (anoden) vanligvis laget av fin grafitt, som har et relativt høyt overflateareal, slik at det kan reagere effektivt med syren i batteriet, som produserer en strøm (eller tegner en strøm, under lading). Imidlertid er disse reaksjonene ikke perfekte, og med tiden mister batteriet kapasitet.

Akkurat nå mister typiske batterier en betydelig del av sin maksimale ladekapasitet i bare fem hundre ladingssykluser (litt mer enn ett års verdi å bli belastet hver dag) - og fordi reaksjonen gir varme, er det grenser for hvor mye juice Du kan hente i et batteri uten å øke ineffektiviteten av reaksjonen og risikere termisk skade på batteriet.

Teamet ved NTU løst dette ved å utvikle en enkel, billig teknikk for å omdanne titandioksid, et rikt industrielt materiale, inn i nanokanestrukturer rundt tusen ganger tynnere enn et menneskehår. Dette gjør de kjemiske reaksjonene som gjør batteriet vesentlig mer effektivt.

Dette har to effekter: For det første kan batteriet ta mer strøm med mindre varme, slik at batteriet blir ladet til 70% kapasitet på omtrent to minutter. For det andre er batteriets kjemiske reaksjoner mer effektive, både under bruk og oppladning. Det betyr at batteriet nedbrytes mye langsommere, slik at det samme batteriet potensielt kan brukes i mer enn to tiår uten å bli erstattet.

Raskere oppladning og lengre liv

Batteriene bør også være noe tettere, siden nanorørgelen. Hvordan nanoteknologi skifter medisinens fremtid. Hvordan nanoteknologi skifter medisinens fremtid. Potensialet for nanoteknologi er uten sidestykke. Sanne universelle montører vil innlede et dypt skift i den menneskelige tilstanden. Selvfølgelig er det fortsatt en lang vei å gå. Les mer kan binde seg til terminalen uten behov for lim, en endring i design som øker den totale reaktantmassen.

Disse nye batteriene vil trolig ha omfattende implikasjoner, blant annet som å bidra til å slippe ladetider på kjøretøyets ladestasjoner ned til ventetider som kan sammenlignes med tradisjonelle gassbiler (den gylne sub-fem-minutters rekkevidde). De kan også lagre drivere fra å måtte bytte ut batteriene sine noen få år, en rolle som kan koste tusenvis av dollar.

Det gjør det også mye mer praktisk å 'raskt lade' enhetene dine hele dagen, etter behov. Glemt å lade telefonen Hvordan lage telefonens batteri lenger og hold mer juice Hvordan lage telefonens batteri lenger og hold mer juice Batterilevetiden er en av de største kampene i dagens elektronikk. Smarttelefoner, tabletter og bærbare datamaskiner håndterer alt - så hva kan du gjøre for å maksimere mengden tid du får per lade? Les mer i går kveld? Ikke noe problem - du kan kaste den på laderen, og den vil være klar til å gå da du finner den andre sokken din. Disse bidrar mye til måten vi bruker våre enheter på, og vil gå langt i retning av å frigjøre oss fra ladet angst og la oss bruke våre enheter på en mer naturlig og ubesværlig måte.

Det er ikke sølvkulen av tettere, raskere lading og mer holdbar, men to av tre er ikke dårlige.

Nye batterier kommer snart

Fordi teknologien kan integreres i eksisterende produksjonsprosesser for batterier, er det sannsynlig at det kommer til å slå markedet raskere snarere enn senere. Skaperen, Dr. Chen, er i ferd med å lisensiere teknologien til en batteriprodusent, og forventer at de første batteriene laget med teknologien til å slå markedet innen to år.

Rachid Yazami, medforfiner av grafittanod-litiumionbatteriet og Dr. Chens kollega ved NTU, føler at Chens teknologi er det logiske neste skritt for batteriteknologi

“Mens kostnaden for litiumionbatterier har blitt betydelig redusert og ytelsen forbedret siden Sony kommersialiserte den i 1991, er markedet raskt voksende mot nye applikasjoner innen elektrisk mobilitet og energilagring. [...] Ideelt sett bør ladetiden for batterier i elektriske kjøretøy være mindre enn 15 minutter, hvilket Prof Chens nanostrukturerte anode har vist seg å gjøre.”

Er du spent på fremtiden for batteriteknologi? Hvilke applikasjoner vil mest påvirke livet ditt? Kan dette være tipping point å kjøpe en elektrisk kjøretøy for deg? Gi oss beskjed i kommentarene!

Bildekreditter: Batteri Via Shutterstock, “Batteri gjenvinning“, av Heather Kennedy, “Elektrisk bilopplading,” av Alan Trotter, “Nanorør-300,” av james joel, “Carbon Nanotube,” av Geoff Hutchison

Utforsk mer om: Batterilevetid, energibesparelse.