Des technologies du futur qui ne veulent pas se traduire dans le monde

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

De mon point de vue, ce sont les trucs habituels des parasites. Et tout cela n'est fait que dans un souci de profit (profit) !

Pour la civilisation actuelle, tout cela s'est produit à l'époque de Tesla. Mais les parasites ont alors clairement compris que si les gens ont accès à de l'énergie gratuite, ils finiront.

Toutes les inventions étaient cachées sous le tissu, où elles sont toutes maintenant.

Et cela continuera jusqu'au moment où le développement actuel de la « science » ne s'enfoncera pas dans une véritable impasse. Et soit les parasites se rendront et ouvriront un coffre avec les inventions de tous les scientifiques qu'ils ont tués (ce qui est peu probable.)

Ou les parasites essaieront à nouveau d'organiser une catastrophe à l'échelle planétaire afin de ramener tout le monde à l'âge de pierre et de tout recommencer - pour eux, c'est l'option idéale.

Avec quoi allons-nous « manger » ?

C'est un paradoxe, mais malgré le formidable chemin parcouru par l'électronique au cours des 30 dernières années, tous les appareils mobiles sont toujours équipés de batteries lithium-ion, qui sont entrées sur le marché dès 1991, lorsque le lecteur de CD habituel était le summum de l'ingénierie. pensée dans la technologie portable.

De nombreuses propriétés utiles des nouveaux échantillons dans l'électronique et les gadgets sont nivelées par le peu de temps d'alimentation de ces appareils à partir d'une batterie mobile. Savon scientifique et inventeurs se seraient avancés il y a longtemps, mais ils sont maintenus par "l'ancre" de la batterie.

Voyons quelles technologies peuvent transformer le monde de l'électronique à l'avenir.

Tout d'abord, un peu d'histoire

Le plus souvent, les batteries lithium-ion (Li-ion) sont utilisées dans les appareils mobiles (ordinateurs portables, téléphones portables, PDA et autres). Cela est dû à leurs avantages par rapport aux batteries nickel-hydrure métallique (Ni-MH) et nickel-cadmium (Ni-Cd) largement utilisées auparavant.

Les batteries Li-ion ont de bien meilleurs paramètres. Cependant, il faut garder à l'esprit que les batteries Ni-Cd ont un avantage important: la capacité de fournir des courants de décharge élevés. Cette propriété n'est pas d'une importance critique lors de l'alimentation des ordinateurs portables ou des téléphones portables (où la part de Li-ion atteint 80% et leur part devient de plus en plus), mais il existe de nombreux appareils qui consomment des courants élevés, par exemple, toutes sortes d'outils électriques, rasoirs électriques, etc. P. Jusqu'à présent, ces appareils étaient presque exclusivement le domaine des batteries Ni-Cd. Cependant, à l'heure actuelle, notamment dans le cadre de la restriction de l'utilisation du cadmium conformément à la directive RoHS, les recherches sur la création de batteries sans cadmium à fort courant de décharge se sont intensifiées.

Les piles primaires ("batteries") avec une anode au lithium sont apparues au début des années 70 du 20e siècle et ont rapidement trouvé une application en raison de leur énergie spécifique élevée et d'autres avantages. Ainsi, le désir de longue date de créer une source de courant chimique avec l'agent réducteur le plus actif, un métal alcalin, a été réalisé, ce qui a permis d'augmenter considérablement à la fois la tension de fonctionnement de la batterie et son énergie spécifique. Si le développement des piles primaires à anode au lithium a été couronné d'un succès relativement rapide et que de telles piles ont fermement pris leur place comme alimentations d'équipements portables, alors la création de batteries au lithium s'est heurtée à des difficultés fondamentales, qu'il a fallu plus de 20 ans pour surmonter.

Après de nombreux tests tout au long des années 1980, il s'est avéré que le problème des batteries au lithium était lié aux électrodes au lithium. Plus précisément, autour de l'activité du lithium: les processus qui se sont déroulés au cours du fonctionnement ont finalement conduit à une réaction violente, appelée « ventilation avec émission d'une flamme ». En 1991, un grand nombre de batteries rechargeables au lithium ont été rappelées dans les usines de fabrication, qui ont été utilisées pour la première fois comme source d'alimentation pour les téléphones portables. La raison en est que lors d'une conversation, lorsque la consommation de courant est maximale, une flamme a été émise par la batterie, brûlant le visage de l'utilisateur du téléphone portable.

En raison de l'instabilité inhérente au lithium métallique, notamment lors de la charge, la recherche s'est déplacée vers le domaine de la création d'une batterie sans l'utilisation de Li, mais en utilisant ses ions. Bien que les batteries lithium-ion fournissent une densité d'énergie légèrement inférieure à celle des batteries lithium, les batteries Li-ion sont sûres lorsqu'elles sont fournies avec les conditions de charge et de décharge correctes. Cependant, ils pas à l'abri des explosions.

Dans ce sens aussi, alors que tout essaie de se développer et de ne pas s'arrêter. Par exemple, des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang (Singapour) ont développé un nouveau type de batterie lithium-ion aux performances record … Premièrement, il se recharge en 2 minutes à 70 % de sa capacité maximale. Deuxièmement, la batterie fonctionne presque sans dégradation depuis plus de 20 ans.

A quoi peut-on s'attendre ensuite ?

Sodium

Selon de nombreux chercheurs, c'est ce métal alcalin qui devrait remplacer le lithium cher et rare, qui, de plus, est chimiquement actif et dangereux pour le feu. Le principe de fonctionnement des batteries au sodium est similaire à celui du lithium - elles utilisent des ions métalliques pour transférer la charge.

Pendant de nombreuses années, les scientifiques de divers laboratoires et instituts ont lutté contre les inconvénients de la technologie du sodium, tels que la charge lente et les faibles courants. Certains d'entre eux ont réussi à résoudre le problème. Par exemple, des échantillons de pré-production de batteries poadBit sont chargés en cinq minutes et ont une capacité une fois et demie à deux fois supérieure. Après avoir reçu plusieurs prix en Europe, tels que le Prix Radar de l'Innovation, le Prix Eureka Innovest et plusieurs autres, l'entreprise passe à la certification, à la construction d'usines et à l'obtention de brevets.

Graphène

Le graphène est un réseau cristallin plat d'atomes de carbone d'un atome d'épaisseur. Grâce à sa grande surface dans un volume compact, capable de stocker des charges, le graphène est une solution idéale pour créer des supercondensateurs compacts.

Il existe déjà des modèles expérimentaux d'une capacité allant jusqu'à 10 000 Farads ! Un tel supercondensateur a été créé par Sunvault Energy en collaboration avec Edison Power. Les développeurs affirment qu'à l'avenir, ils présenteront un modèle dont l'énergie sera suffisante pour alimenter toute une maison.

De tels supercondensateurs présentent de nombreux avantages: possibilité d'une charge quasi instantanée, respect de l'environnement, sécurité, compacité, mais aussi faible coût. Grâce à la nouvelle technologie de production de graphène, proche de l'impression sur imprimante 3D, Sunvault promet un coût des batteries près de dix fois inférieur à celui des technologies lithium-ion. Cependant, la production industrielle est encore loin.

Sanvault a aussi des concurrents. Un groupe de scientifiques de l'Université de Swinburn, en Australie, a également dévoilé un supercondensateur au graphène, dont la capacité est comparable à celle des batteries lithium-ion. Il peut être chargé en quelques secondes. De plus, il est flexible, ce qui lui permettra d'être utilisé dans des appareils de divers facteurs de forme, et même dans des vêtements intelligents.

Batteries atomiques

Les batteries nucléaires sont encore très chères. Il y a quelques années, il y avait Voici les informations sur la batterie nucléaire. Dans un avenir proche, elles ne pourront pas rivaliser avec les batteries lithium-ion familières, mais nous ne pouvons pas ne pas les mentionner, car les sources qui génèrent de l'énergie en continu depuis 50 ans sont bien plus intéressantes que les batteries rechargeables.

Leur principe de fonctionnement, dans un sens, est similaire au fonctionnement des cellules solaires, mais au lieu du soleil, la source d'énergie qu'elles contiennent est constituée d'isotopes à rayonnement bêta, qui sont ensuite absorbés par des éléments semi-conducteurs.

Contrairement au rayonnement gamma, le rayonnement bêta est pratiquement inoffensif. C'est un flux de particules chargées et est facilement protégé par de fines couches de matériaux spéciaux. Il est également activement absorbé par l'air.

Aujourd'hui, le développement de telles batteries est réalisé dans de nombreux instituts. En Russie, NUST MISIS, MIPT et NPO Luch ont annoncé leur collaboration dans ce sens. Auparavant, un projet similaire avait été lancé par l'Université polytechnique de Tomsk. Dans les deux projets, la substance principale est le nickel-63, obtenu par irradiation neutronique de l'isotope nickel-62 dans un réacteur nucléaire avec un traitement radiochimique supplémentaire et une séparation dans des centrifugeuses à gaz. Le premier prototype de la batterie devrait être prêt en 2017.

Cependant, de telles alimentations bêta-voltaïques sont de faible puissance et extrêmement coûteuses. Dans le cas d'un développement russe, le coût estimé d'une source d'énergie miniature peut atteindre 4,5 millions de roubles.

Nickel-63 a également des concurrents. Par exemple, l'Université du Missouri expérimente depuis longtemps le strontium-90, et des batteries bêta-voltaïques miniatures à base de tritium peuvent être trouvées dans le commerce. À un prix de l'ordre du millier de dollars, ils sont capables d'alimenter divers stimulateurs cardiaques, capteurs ou de compenser l'autodécharge des batteries lithium-ion.

Les experts sont calmes pour le moment

Malgré l'approche de la production en série des premières batteries au sodium et les travaux actifs sur les alimentations au graphène, les experts de l'industrie ne prévoient pas de révolutions pour les prochaines années.

La société Liteko, qui opère sous l'aile de Rusnano et produit des batteries lithium-ion en Russie, estime qu'il n'y a pour l'instant aucune raison de ralentir la croissance du marché. « La demande constante de batteries lithium-ion est principalement due à leur énergie spécifique élevée (stockée par unité de masse ou de volume). Selon ce paramètre, elles n'ont pas de concurrents parmi les sources d'énergie chimiques rechargeables produites en série pour le moment. » commentaires dans l'entreprise.

Cependant, en cas de succès commercial des mêmes batteries poadBit au sodium, le marché peut être reformaté en quelques années. À moins que les propriétaires et actionnaires ne veuillent gagner de l'argent supplémentaire sur la nouvelle technologie.