IBM inwestuje w badania akumulatorów

Badania IBM rozpoczyna ambitny projekt, który, jak ma nadzieję, doprowadzi do komercjalizacji akumulatorów, które przechowują 10 razy więcej energii niż obecnie w ciągu najbliższych pięciu lat. Firma będzie współpracować z amerykańskimi laboratoriami krajowymi w celu opracowania obiecującej, ale kontrowersyjnej technologii, która wykorzystuje energochłonny, ale wysoce łatwopalny lit metaliczny do reagowania z tlenem w powietrzu. Nagrodą, jak twierdzi firma, będzie lekka, wydajna i ładowalna bateria do sieci elektrycznej i elektryfikacji transportu.



id obok twarzy

Moc wodoodporności: Ta ochronna obudowa otacza działającą elektrodę akumulatora litowo-metalowego, wyłączając wodę, ale przepuszczając jony litu. Jest to część prototypowej baterii wyprodukowanej przez PolyPlus Battery z Berkeley w Kalifornii.

Baterie litowo-metalowo-powietrzne mogą przechowywać ogromną ilość energii – teoretycznie ponad 5000 watogodzin na kilogram. To ponad dziesięciokrotnie więcej niż dzisiejsze wysokowydajne akumulatory litowo-jonowe i więcej niż inna klasa urządzeń do magazynowania energii: ogniwa paliwowe. Zamiast zawierać drugi reagent wewnątrz ogniwa, baterie te reagują z tlenem z powietrza, które jest wciągane w razie potrzeby, dzięki czemu są lekkie i kompaktowe.





IBM stosuje ryzykowną technologię zamiast akumulatorów litowo-jonowych, ponieważ ma potencjał, aby osiągnąć wystarczająco wysokie gęstości energii, aby zmienić system transportowy, mówi Chandrasekhar Narayan , kierownik ds. nauki i technologii w IBM Almaden Research Center w San Jose w Kalifornii. Przy wszystkich przewidywalnych zmianach akumulatory litowo-jonowe będą tylko około dwa razy lepsze niż obecnie, mówi. Aby naprawdę wywrzeć wpływ na transport i sieć, potrzebna jest wyższa gęstość energii. Jednym z celów projektu, mówi Narayan, jest lekka, 500-kilometrowa bateria do samochodu rodzinnego. ten Chevy Volt może przejechać 40 mil przed użyciem zbiornika gazu, i Tesla Motors Model S linia może podróżować do 300 mil bez ładowania.

Jednym z głównych wyzwań przy produkcji akumulatorów litowo-metalowo-powietrznych jest to, że powietrze to nie tylko tlen, mówi Jeff Dahn , profesor materiałoznawstwa na Uniwersytecie Dalhousie w Nowej Szkocji. Tam, gdzie jest powietrze, jest wilgoć, a wilgotność to śmierć litu, mówi Dahn. Gdy metaliczny lit styka się z wodą, następuje wybuchowa reakcja. Baterie te będą wymagały membran ochronnych, które wykluczają wodę, ale przepuszczają tlen i są stabilne w czasie.

IBM nie prowadzi obecnie programów badawczych dotyczących baterii. Jednak Narayan mówi, że IBM posiada wiedzę niezbędną do rozwiązywania problemów naukowych. Oprócz Oak Ridge, IBM będzie współpracować z krajowymi laboratoriami Lawrence Berkeley, Lawrence Livermore, Argonne i Pacific Northwest. Firma i jej współpracownicy pracują obecnie nad wnioskiem o dofinansowanie z Departamentu Energii USA w ramach Advanced Research Projects Agency-Energy.

Badania nad bateriami litowo-metalowymi utknęły w martwym punkcie około 20 lat temu. W 1989 roku kanadyjska firma Moli Energy wycofała swoje akumulatory litowo-metalowe, które nie wykorzystywały powietrza, ale bardziej tradycyjną katodę, po tym jak jedna z nich się zapaliła; incydent doprowadził do podjęcia kroków prawnych, a firma ogłosiła upadłość. Wkrótce potem Sony wprowadziło na rynek pierwsze akumulatory litowo-jonowe, które były bezpieczniejsze, a badania nad elektrodami litowo-metalowymi spowolniły prawie do zatrzymania. (Po restrukturyzacji firma Moli Energy ponownie skoncentrowała swoje wysiłki badawcze i obecnie sprzedaje baterie litowo-jonowe pod tą nazwą Molicel .) Tylko kilka laboratoriów na całym świecie, w tym te z Bateria PolyPlus , w Berkeley, Kalifornia, Japonia AIST , oraz Uniwersytet St. Andrews , w Szkocji, pracują obecnie nad bateriami litowo-powietrznymi.

Podczas ładowania mogą pojawić się problemy z bezpieczeństwem akumulatorów litowo-metalowych. Kiedy ładujesz i rozładowujesz, musisz raz po raz galwanizować i zdejmować metal, mówi Dahn, który nie ma wkładu w projekt IBM. Z biegiem czasu, podobnie jak w akumulatorze litowo-jonowym, powierzchnia litowo-metalowa staje się szorstka, co może prowadzić do niestabilności termicznej, gdy akumulator dosłownie pali się, aż wszystkie zawarte w nim reagenty zostaną zużyte. Ale Narayan twierdzi, że akumulatory litowo-powietrzne są z natury bezpieczniejsze niż wcześniej opracowane akumulatory litowo-metalowe, a także dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe, ponieważ tylko jeden z reagentów jest zawarty w ogniwie. Ogniwo litowo-powietrzne potrzebuje powietrza z zewnątrz, mówi Narayan. Nigdy nie dostaniesz niekontrolowanej reakcji, ponieważ powietrze jest ograniczone.

czy NFT to oszustwo?

PolyPlus Battery pracuje nad technologią litowo-metalowo-powietrzną od około sześciu lat i ma pewne dramatyczne dowody na wykonalność tej technologii: pływając wśród błazenków w akwarium w siedzibie firmy, bateria litowo-metalowa pobiera tlen ze słonej wody do zasil zieloną diodę LED. Firma opracowała również prototypową baterię, która pobiera tlen z otaczającego powietrza. Ale Steven Visco, założyciel i wiceprezes ds. Badań w firmie, mówi, że akumulatory litowo-metalowo-powietrzne to wciąż młoda technologia, która nie jest gotowa do komercjalizacji.

Narayan z IBM wskazuje na dwa pozostałe główne problemy związane z technologią litowo-metalowo-powietrzną. Po pierwsze, konstrukcja katody musi zostać zoptymalizowana, aby tlenek litu, który tworzy się, gdy tlen jest wciągany do akumulatora, nie blokował kanałów dolotowych tlenu. Po drugie, potrzebne są lepsze katalizatory do prowadzenia reakcji odwrotnej, która ładuje akumulator.

Narayan mówi, że nie będzie jasne, ile pieniędzy i ile czasu zajmie projekt, do około półtora roku od teraz, po rozpoczęciu badań. Szacuje, że firma poświęci na projekt około pięciu lat. IBM prawdopodobnie nie wyprodukuje baterii, ale udzieli licencji na technologię producentom.

ukryć

Rzeczywiste Technologie.

Kategoria

Bez Kategorii

Technologia

Biotechnologia

Polityka Techniczna

Zmiana Klimatu

Ludzie I Technologia

Dolina Krzemowa

Przetwarzanie Danych

Magazyn Mit News

Sztuczna Inteligencja

Przestrzeń

Inteligentne Miasta

Blockchain

Historia Funkcji

Profil Absolwenta

Połączenie Absolwentów

Funkcja Wiadomości Mit

1865

Mój Widok

77 Msza Św

Poznaj Autora

Profile W Hojności

Widziany Na Kampusie

Listy Absolwentów

Aktualności

Wybory 2020

Z Indeksem

Pod Kopułą

Magazyn Informacyjny Mit

Wąż Pożarowy

Nieskończone Historie

Projekt Technologii Pandemicznej

Od Prezydenta

Przykrywka

Galeria Zdjęć

Zalecane