10 สุดยอดเทคโนโลยีแบตเตอรี่สำหรับชาร์จและเก็บพลังงานในอนาคต

ทั้งหมด อุปกรณ์ดิจิตอลเช่นผู้เล่นสมาร์ทโฟนเครื่องบันทึกเสียงและอุปกรณ์สวมใส่อื่น ๆ รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้ากำลังมีความซับซ้อนมากขึ้นในความสามารถของพวกเขา ข้อ จำกัด ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่

ตัวอย่างเช่นสมาร์ทโฟนใช้งานได้หลังจากการชาร์จครั้งต่อไปเป็นเวลาสูงสุด 2 วัน ตอนนี้ถ้า แบตเตอรี่ ปรับปรุงทำให้มีความจุมากขึ้นจากนั้นทำงานต่อการชาร์จหนึ่งครั้งสามารถขยายได้หลายครั้ง

อย่างไรก็ตามสมาร์ทโฟนกำลังพัฒนาในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาเร็วกว่าการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่มาก แต่มีความหวังสำหรับการปรับปรุงเนื่องจากวิทยาศาสตร์ไม่หยุดนิ่งและในไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มเสนอวิธีแก้ปัญหาใหม่ที่น่าสนใจมาก พวกเขาสามารถเรียกว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ในอนาคต เรามาใส่ใจบางคนกัน

1. ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าใน 5 นาทีและโทรศัพท์ใน 30 วินาที

ในปี 2565 บริษัท StoreDot ของอิสราเอลวางแผนที่จะเริ่มการผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์เสริมโดยใช้เทคโนโลยีการปฏิวัติของแบตเตอรี่ลิเธียม เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถกู้คืนระยะ 500 กิโลเมตรในเวลาเพียง 5 นาที!

พวกเขาต้องการแทนที่กราไฟท์ซึ่งโดยปกติจะใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีส่วนผสมพิเศษของเมทัลรอยด์รวมถึงซิลิกอนและวัสดุที่จดสิทธิบัตรบางส่วนซึ่งเพิ่งถูกสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการของ บริษัท เมื่อไม่นานมานี้ กระบวนการก่อตัวของส่วนผสมนั้นมีพิษน้อยกว่าและปริมาณโคบอลต์ในแบตเตอรี่จะลดลงครึ่งหนึ่ง โดยวิธีการแบตเตอรี่จะปลอดภัยยิ่งขึ้น

แม้แต่ชื่อของ บริษัท StoreDot ยังมีคำใบ้ของโมเลกุลของเปปไทด์ชีวภาพขนาดเล็กที่รู้จักกันในชื่อ nanodots ซึ่งเพิ่มความหนาแน่นในการเก็บประจุและจัดเก็บแบตเตอรี่โดยใช้เทคโนโลยีใหม่ที่มีการดูดซับและการจัดเก็บพลังงานอย่างรวดเร็ว

ในขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถเอาชนะปัญหาทางเทคนิคบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับความจำเป็นที่จะต้องผ่านกระแสที่มีขนาดใหญ่มากในระหว่างการชาร์จ สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนขั้นสูงสำหรับสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อทั้งในระบบรถยนต์และที่สถานีชาร์จโดยตรง

นักฟิสิกส์ Viktor Krivchenko เกี่ยวกับประเภทของแบตเตอรี่ที่มีแนวโน้มปัญหาพื้นฐานในการผลิตแหล่งพลังงานลิเธียมกำมะถันและข้อดีของแบตเตอรี่โพสต์ลิเธียมไอออน:

2. วิธีการชาร์จโทรศัพท์ของคุณจากเสียงรบกวนรอบข้าง

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้พัฒนาโทรศัพท์ที่สามารถรับการชาร์จจากเสียงที่ดังอยู่ตลอดเวลา เทคโนโลยีขึ้นอยู่กับผลกระทบของเพียโซอิเล็กทริก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ piezoelectric นั้นรู้สึกได้ถึงเสียงรบกวนมานานแล้ว

และตอนนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดพิเศษนี้ได้ถูกสร้างขึ้นแล้วทำงานบนเสียงรบกวนรอบข้างและสร้างกระแสไฟฟ้าจากมันเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ในความเป็นจริงโทรศัพท์กำลังชาร์จจากสัญญาณรบกวนซึ่งทุกครั้งที่อยู่ในความกังวลของผู้คนและตอนนี้มันสามารถนำมาซึ่งประโยชน์ที่จับต้องได้

นักวิจัยได้สร้างส่วนผสมพิเศษซึ่งมีการเพิ่มซิงค์ออกไซด์และเพียงแค่เคลือบผิวของแกดเจ็ตด้วยส่วนผสมนี้ piezoelectric nanorods กลายเป็นพื้นผิวของอุปกรณ์ที่สร้างพลังงาน nanorods เหล่านี้มีความไวต่อคลื่นเสียงและโค้งงอจากความดันเสียงที่ต่ำมาก

Nanogenerators เปลี่ยนออสซิลเลชันเหล่านี้ให้เป็นกระแสไฟฟ้าซึ่งพลังงานเพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่ได้นอกเหนือจากการแปลงคลื่นเสียงรบกวนแล้วเครื่องนาโนเจนเจอร์ยังทำงานได้จากเสียงที่ได้ยินในระหว่างการสนทนาเพื่อให้ผู้ใช้สามารถกู้คืนการชาร์จแบตเตอรี่ของเขาได้เพียงแค่คุยโทรศัพท์ทางโทรศัพท์

3. เพิ่มความจุของแบตเตอรี่ด้วยซิลิคอนบริสุทธิ์สกัดจากทราย

ที่มหาวิทยาลัยริเวอร์ไซด์ทีมนักวิจัยในการค้นหาวิธีทางเลือกในการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ตัดสินใจเปลี่ยนกราไฟท์แบบดั้งเดิมด้วยทรายธรรมดา ในขั้นต้นนักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นปัญหาของการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วของซิลิคอน nanosized ซึ่งเป็นเรื่องยากมากที่จะได้รับในปริมาณอุตสาหกรรม หลังจากนั้นนักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจลองใช้ทรายที่มีอยู่ตามปกติ

ทรายทำความสะอาดง่ายและใช้งานง่ายในรูปแบบผง ทรายที่บริสุทธิ์นั้นเปียกด้วยเกลือและแมกนีเซียมจากนั้นถูกทำให้ร้อนเพื่อกำจัดออกซิเจน ดังนั้นเราจึงได้ซิลิคอนบริสุทธิ์ของโครงสร้างที่มีรูพรุนซึ่งช่วยให้เราสามารถเพิ่มความสามารถขององค์ประกอบสามเท่ารวมถึงเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานและเพิ่มอายุการใช้งาน! การผลิตไม่แพงและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

แบตเตอรี่สำหรับฝ้ายเมล็ดกาแฟและระเบิด:แบตเตอรี่คาร์บอนแทนที่ลิเธียม

4. ชาร์จสมาร์ทโฟนของคุณขณะเดินทาง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Surrey ใน Manor Park (อังกฤษ) กล่าวว่าแม้เสื้อผ้าธรรมดาทั่วไปสามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ แต่ก็มีการดัดแปลงเล็กน้อย พวกเขาเสนอการใช้ nanogenerators ที่เรียกว่าไทรโบอิเล็กทริกซึ่งสามารถแปลงพลังงานของการเคลื่อนไหวบนพื้นผิวของเสื้อผ้าให้เป็นประจุไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้สามารถจัดเก็บและโอนไปยังแบตเตอรี่ลิเธียมปกติหรือใช้พลังงานโดยตรงจากอุปกรณ์พกพา (เครื่องเล่น, โทรศัพท์, ฯลฯ )

โดยพื้นฐานแล้วเทคโนโลยีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนาโนไทรโบอิเล็กทริกไม่มีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติสามารถนำไปใช้งานได้แม้ในผนังของบ้านในแผ่นพื้นปูในลำต้นต้นไม้และกิ่งก้านในยางรถยนต์ ฯลฯ - ไม่ว่าจะมีการสั่นสะเทือนหรือแรงเสียดทาน ระบบดังกล่าวจะช่วยให้การใช้พลังงานจากการเคลื่อนไหวของอะไร - เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ของไฟกลางคืน, โปรแกรมเบ็ดเตล็ด, segways และไม่ชอบ เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้:เครื่องสร้างประจุนาโนสำหรับชาร์จอุปกรณ์พกพา

5. ถ่ายโอนพลังงานไปยังแบตเตอรี่ในรูปแบบอัลตร้าซาวด์

ความคิดในการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้า“ ผ่านอากาศ” ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ทำไมไม่ลองใช้อัลตร้าซาวด์เพื่อจุดประสงค์นี้ นักโหราศาสตร์ Meredith Perry เสนอที่จะรวมเครื่องส่งสัญญาณอัลตราโซนิกลงในองค์ประกอบภายใน อัลตร้าซาวด์ในบางช่วงไม่สามารถได้ยินเสียงสำหรับคนและสัตว์ดังนั้นคลื่นเสียงจึงสามารถส่งไปยังแกดเจ็ตได้อย่างปลอดภัยโดยตรงจึงทำการชาร์จแบบไร้สาย

แผ่นหนา 5.5 มม. ทำหน้าที่เป็นตัวส่งสัญญาณในระบบดังกล่าวซึ่งจะเปิดโดยอัตโนมัติเฉพาะเมื่ออุปกรณ์ชาร์จไฟได้อยู่ในโซนการทำงานของมัน คลื่นพลังงานอัลตราโซนิกถูกส่งในรูปแบบของลำแสงโฟกัสและรับโดยเครื่องรับแบบแบนที่ติดตั้งบนอุปกรณ์แบบชาร์จไฟได้ ซึ่งแตกต่างจาก Wi-Fi ระบบ uBeam ในอัลตร้าซาวด์ไม่สามารถเอาชนะกำแพงได้ แต่พลังงานจะถูกส่งอย่างเข้มข้น

แบตเตอรี่ที่ไม่มีที่สิ้นสุด

ปัญหาของแบตเตอรี่ทุกประเภทมีจำนวน จำกัด วงจรชีวิตนั่นคือพวกเขาสามารถเรียกเก็บเงินและปล่อยไม่ได้จำนวนครั้งไม่ จำกัด มันจะเป็นการดีถ้าคุณสร้างแบตเตอรี่ที่ไม่สามารถเปลี่ยนได้ด้วยแบตเตอรี่ใหม่ แต่ก็สามารถชาร์จใหม่ได้เมื่อจำเป็นและทำได้หลายครั้งตามที่คุณต้องการ ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียเออร์วินได้สร้างแบตเตอรี่ที่เหมาะอย่างยิ่ง!

นักวิจัยได้พัฒนาแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับเส้นลวดนาโนทองคำที่สามารถทนต่อรอบการชาร์จได้สูงสุด 200,000 รอบโดยไม่ลดความจุการเดินสายไฟที่บางกว่าผมหลายพันเท่าช่วยให้สามารถสร้างพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงพอสมควร Nanowires เคลือบด้วยเปลือกพิเศษที่ทำจากฮีเลียมอิเล็กโทรไลต์และแมงกานีสไดออกไซด์ซึ่งทำให้สามารถต้านทานการเสื่อมสภาพได้อย่างดีที่สุด การตัดสินใจครั้งนี้ถือเป็นการตัดสินใจที่มีแนวโน้มมากที่สุดวันนี้

7. แกรฟีนเปิดโลกทัศน์ใหม่

Grabat ได้สร้างแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับคาร์บอนรูปแบบพิเศษ - กราฟีน. วันนี้เป็นแบตเตอรี่ graphene ที่ดีที่สุดในตลาด ตัวอย่างเช่นอนุญาตให้ขับรถยนต์ไฟฟ้าได้ 750 กิโลเมตรต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

โดยพื้นฐานแล้วแบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถชาร์จได้ในเวลาเพียงไม่กี่นาทีและให้ประจุมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นก่อนถึง 30 เท่า แล้วแบตเตอรี่ดังกล่าวติดตั้งในยานพาหนะทางอากาศหมดกำลังใจนอกจากนี้พวกเขายังได้รับความนิยมในรถยนต์ไฟฟ้าและเป็นไดรฟ์สำหรับโรงไฟฟ้าในบ้าน

8. โฟมแบตเตอรี่สัญญาว่าจะราคาถูก

วิศวกรของ Prieto พึ่งพาแบตเตอรี่โซลิดสเตตที่สร้างขึ้นจากการพิมพ์และใช้โฟมทองแดงที่มีตัวคั่น electropolymerized ดังนั้น บริษัท จึงวางแผนที่จะสร้างแบตเตอรี่ที่ปลอดภัยที่สุดประหยัดที่สุดชาร์จเร็วและใช้งานได้ยาวนานความหนาแน่นของประจุจะสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมสมัยใหม่ถึง 5 เท่า

9. โซเดียม - คู่แข่งกับลิเธียม

โซเดียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่เข้าถึงได้มากที่สุดในโลก มันมาจากโซเดียมซึ่งนักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งจากญี่ปุ่นวางแผนที่จะผลิตแบตเตอรี่ชนิดใหม่ ลิเธียมที่หายากไม่จำเป็นที่นี่และกำลังการผลิตสัญญาจะสูงกว่าของมันถึง 7 เท่า!

ตั้งแต่ยุค 80 ของศตวรรษที่ 19 โซเดียมได้รับการศึกษาอย่างจริงจังเป็นพื้นฐานของแหล่งพลังงานและตอนนี้การใช้เกลือและเทคโนโลยีที่ทันสมัยทำให้เป็นไปได้ในทางเทคนิคที่จะทำให้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีราคาถูกพอ อย่างไรก็ตามคาดว่าจะผ่านไปอีกหลายปีกว่าจะเริ่มการปฏิบัติจริง

10. ไฮโดรเจนสำหรับอุปกรณ์ชาร์จ

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีอุปกรณ์ชาร์จอัจฉริยะสำหรับอุปกรณ์มือถือที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ผลิตภัณฑ์นี้เรียกว่า Upp ไฮโดรเจนมีความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและมีเพียงไอน้ำเท่านั้นที่ถูกสร้างขึ้นในระหว่างการชาร์จ เซลล์ไฮโดรเจนหนึ่งเซลล์ก็เพียงพอสำหรับการชาร์จสมาร์ทโฟนโดยเฉลี่ย 5 ครั้ง ในขณะนี้อุปกรณ์ไม่ได้อยู่ในความต้องการโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูง แต่ความคิดที่ดูเหมือนจะน่าสนใจมากและมีแนวโน้ม

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ

5 แผงโซลาร์เซลล์ที่ผิดปกติในอนาคต

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม 5 แบบ

การใช้พลังงานของแรงโน้มถ่วง - เป็นไปได้อย่างไร