Il futuro non sarà oggi ma ci vogliamo chiedere se sarà domani ?
L'uomo ,almeno alcuni uomini stanno tentando di cambiare le cose con la loro conoscenza e fantasia , con fatti .
Molti di noi gia stanno o pensano di acqiustare un veicolo ibrido e questo è un notevole passo avanti ma spingendoci oltre potremmo arrivare a rivoluzionare totalmente la concezione di auto per una mobilità più armoniosa , più rispettosa , verso di noi e l'ambiente che ci circonda , verso una nuova generazione di uomini che giudichera il nostro operato e il rispetto che abbiamo avuto verso il loro futuro .
IL MONDO NON CI E' STATO LASCIATO DAI NOSTRI PADRI CI VIENE DATO IN PRESTITO DAI NOSTRI FIGLI
Buona lettura a tutti.
Questa voce è l'ultima in un blog Worldwatch serie sulle innovazioni nel mondo dell'energia e del clima.
La Leaf Nissan annuncia con orgoglio che può andare 100 miglia con una singola carica. Chevrolet, Toyota e altre case automobilistiche hanno promosso i loro plug-in ibridi gas-elettrici come l'alternativa più razionale, dal momento che si può passare l'opzione di benzina quando hai bisogno di extra gamma. Ma cosa succede se la ricarica la tua auto elettriche sono stati così facile come riempire il vostro serbatoio di benzina?
Per i veicoli elettrici a diventare il modo dominante di trasporto personale, il processo di carica dovrà evolversi: si dovrà essere molto più veloce, o molto meno frequenti. In un recente articolo su Nature Nanotechnology , scienziato Paul Braun ed il suo team di ricerca presso la University of Illinois a Urbana-Champaign descrivono il loro progetto per una nuova batteria con un tempo di carica ridotta notevolmente. Il loro successo agli ioni di litio prototipo raggiunge un più 90 per cento di carica in appena due minuti.
Tutte le batterie hanno la stessa struttura di base. Se la batteria è collegata a un computer, telefono cellulare, o altri "carico", le reazioni chimiche produrre elettroni che fluiscono dal polo negativo della batteria attraverso un filo, scaricando la loro energia nel carico e poi tornare al terminale positivo per formare un ciclo completo. Il processo viene attivato da due elettrodi metallici (l'anodo e catodo), collegati da un elettricamente conduttivo "elettroliti", di solito un liquido. Il flusso di elettroni dall'anodo attraverso il filo al carico e nuovamente dentro il catodo, nel frattempo, positivo flusso di ioni dal catodo attraverso l'elettrolita verso l'anodo per compensare il movimento degli elettroni. La ricarica di una batteria richiede questo circuito costringendo a correre in senso inverso.
La ricarica di una batteria, ovviamente, richiede energia, ma attualmente richiede tempi significativi, come bene. In molti casi, i telefoni cellulari e fotocamere devono essere ricaricate durante la notte per raggiungere la piena capacità. E Nissan stima il tempo di ricarica del Foglia a sette ore su un 220/240 volt stazione di ricarica (la maggior parte degli Stati Uniti sono prese standard 120 volt). Si tratta chiaramente di un settore maturo di miglioramento, e molti ricercatori hanno tentato di affrontare il problema.
Opzioni per accelerare il processo di carica esempio aumentando la velocità con cui gli ioni migrano, e diminuendo la distanza che gli ioni ed elettroni bisogno di viaggiare. La seconda è più efficace, in quanto il tempo di carica è proporzionale al quadrato della distanza media percorsa. Diminuendo la distanza media che gli ioni devono viaggiare da diradamento della struttura batteria, tuttavia, limita il volume complessivo degli elettrodi e quindi limita la portata della carica. squadra Braun ha proposto una soluzione a questo problema, una nuova architettura per il catodo che crea ampie zone di contatto tra il catodo e l'elettrolita (che consente ioni in qualsiasi parte del catodo per raggiungere l'elettrolito rapidamente) senza perdere di volume catodo molto rispetto agli attuali batterie.
Hanno iniziato da auto-assemblaggio sfere di polistirolo, un materiale plastico onnipresente e poco costoso, in una struttura a traliccio stretto con i piccoli spazi ma completamente collegato. Hanno poi riempito questi spazi con nichel attraverso un processo noto come elettrodeposizione, mettendo una carica negativa sul polistirolo e immergendo in una soluzione salina a base di nichel. Quando gli ioni carichi positivamente dal sale entrare in contatto con il polistirolo, che ricevono elettroni e sono ridotti al nichel.
Il materiale viene quindi fuso per rimuovere il polistirolo, lasciando solo il nichel circostanti vuoti sferici. Molto piccoli passaggi tra i vuoti restano nei punti in cui il polistirolo sfere, una volta toccato. Il catodo (un composto di metallo che varia a seconda del tipo di batteria) viene poi placcato sul nichel, l'ispessimento della struttura metallica, ma lasciando comunque piccoli vuoti per consentire un percorso continuo di ioni attraverso l'elettrolita, che finirà per allagare la struttura. Senza questo percorso, la carica complessiva della batteria si riduce e il tempo di ricarica maggiore, in quanto l'elettrolita non sarà in grado di permeare l'intera struttura. Per evitare di collegare le lacune, la squadra di Braun ha usato un processo noto come elettrolucidatura per rimuovere lo strato superiore di nickel e le lacune in modo da allargare il catodo possono essere depositati.
La chimica del catodo dipende dal tipo di batteria. Il team di Braun creati dei prototipi per entrambi nickel-idruro metallico (NiMH) e batterie al litio-ione, usando catodi di oxyhydroxide nichel (NiOOH) e lithiated biossido di manganese (MnO 2 ), rispettivamente. Un elettrolita riempie i buchi rimasti. Questo disegno fornisce ampie zone di contatto tra il, catodo di nichel, e senza sacrificare elettrodo catodico volume molto.
Che cosa portare in tavola?
Potenzialmente cambiando il nostro modo di pensare le batterie.
Braun dice che queste batterie possono caricare 10 a 100 volte più veloce di batterie commerciali di oggi. A tali tassi, piccoli apparecchi elettronici potrebbero potenzialmente carica in pochi secondi, e dispositivi più grandi, anche auto, in pochi minuti. Un miglioramento di questo genere modificano sostanzialmente il nostro modo di interagire con l'elettronica. Portatili e compresse diventerebbe quasi all'infinito portatile, e la portata massima di un veicolo elettrico non sarebbe diventata più importante che le dimensioni del serbatoio del gas un'altra vettura. Braun è ora cercando di vedere se una simile strategia può essere utilizzata per migliorare l'anodo. Se è così, i tassi di ricarica potrebbe salire ancora di più.
Il progetto che Braun ha creato è anche sufficientemente flessibile per lavorare con molti chimici delle batterie differenti. Le lunghezze di diffusione a breve, Braun ipotizza, potrebbe anche consentire di riesame di materiali anodo e catodo che sono attualmente impraticabile a causa della loro scarsa conducibilità.
Quanto è vicina alla commercializzazione?
Non quanto si potrebbe pensare.
Nel parlare di The Economist , Braun stima che l'aumento dei costi della produzione che supera le batterie attuali, una volta che il processo raggiunge su scala commerciale, sarebbe stato 20-30 per cento. Questa tecnologia potrebbe essere già ricercato per alcune applicazioni di tale premio, e se i costi di cadere oltre, altre applicazioni possono anche diventare redditizia. Per le auto elettriche, il beneficio della riduzione del tempo di ricarica è particolarmente preziosa, ma i costi sono già elevati rispetto ad altri veicoli. L'utilizzo di questo tipo di batterie potrebbe rendere i veicoli elettrici ancora più di un prodotto di lusso, almeno per qualche tempo.
Come è scalabile?
All'infinito.
Se queste batterie decollare, potrebbero finalmente trovare la loro strada in tutto, dai telefonini ai mezzi pubblici, e diventare grande come una parte della nostra vita quotidiana come le altre batterie sono al momento.
Qual è il più grande ostacolo per il successo?
Aumento amperaggio.
Oltre al premio di costo, il maggior ostacolo alla diffusione di queste batterie è la più grande corrente necessaria per ricaricare le batterie così in fretta. I veicoli elettrici, in particolare, avrebbe bisogno di essere adattato a gestire correttamente il rapido movimento degli elettroni tanti.
L'ultima parola (s):
Un potenziale game-changer.
legato alla diffusione di veicoli elettrici, se associato a produzione di elettricità a basso tenore di carbonio, potrebbe andare un lungo cammino verso la riduzione delle emissioni di gas serra per il punto necessario per evitare gli effetti peggiori del cambiamento climatico. Una batteria carica rapida di questo genere certamente non è sufficiente per raggiungere un tale obiettivo, ma è assolutamente necessario.
L'uomo ,almeno alcuni uomini stanno tentando di cambiare le cose con la loro conoscenza e fantasia , con fatti .
Molti di noi gia stanno o pensano di acqiustare un veicolo ibrido e questo è un notevole passo avanti ma spingendoci oltre potremmo arrivare a rivoluzionare totalmente la concezione di auto per una mobilità più armoniosa , più rispettosa , verso di noi e l'ambiente che ci circonda , verso una nuova generazione di uomini che giudichera il nostro operato e il rispetto che abbiamo avuto verso il loro futuro .
IL MONDO NON CI E' STATO LASCIATO DAI NOSTRI PADRI CI VIENE DATO IN PRESTITO DAI NOSTRI FIGLI
Buona lettura a tutti.
Questa voce è l'ultima in un blog Worldwatch serie sulle innovazioni nel mondo dell'energia e del clima.
Presto per essere obsoleti?
Per i veicoli elettrici a diventare il modo dominante di trasporto personale, il processo di carica dovrà evolversi: si dovrà essere molto più veloce, o molto meno frequenti. In un recente articolo su Nature Nanotechnology , scienziato Paul Braun ed il suo team di ricerca presso la University of Illinois a Urbana-Champaign descrivono il loro progetto per una nuova batteria con un tempo di carica ridotta notevolmente. Il loro successo agli ioni di litio prototipo raggiunge un più 90 per cento di carica in appena due minuti.
Tutte le batterie hanno la stessa struttura di base. Se la batteria è collegata a un computer, telefono cellulare, o altri "carico", le reazioni chimiche produrre elettroni che fluiscono dal polo negativo della batteria attraverso un filo, scaricando la loro energia nel carico e poi tornare al terminale positivo per formare un ciclo completo. Il processo viene attivato da due elettrodi metallici (l'anodo e catodo), collegati da un elettricamente conduttivo "elettroliti", di solito un liquido. Il flusso di elettroni dall'anodo attraverso il filo al carico e nuovamente dentro il catodo, nel frattempo, positivo flusso di ioni dal catodo attraverso l'elettrolita verso l'anodo per compensare il movimento degli elettroni. La ricarica di una batteria richiede questo circuito costringendo a correre in senso inverso.
La ricarica di una batteria, ovviamente, richiede energia, ma attualmente richiede tempi significativi, come bene. In molti casi, i telefoni cellulari e fotocamere devono essere ricaricate durante la notte per raggiungere la piena capacità. E Nissan stima il tempo di ricarica del Foglia a sette ore su un 220/240 volt stazione di ricarica (la maggior parte degli Stati Uniti sono prese standard 120 volt). Si tratta chiaramente di un settore maturo di miglioramento, e molti ricercatori hanno tentato di affrontare il problema.
Opzioni per accelerare il processo di carica esempio aumentando la velocità con cui gli ioni migrano, e diminuendo la distanza che gli ioni ed elettroni bisogno di viaggiare. La seconda è più efficace, in quanto il tempo di carica è proporzionale al quadrato della distanza media percorsa. Diminuendo la distanza media che gli ioni devono viaggiare da diradamento della struttura batteria, tuttavia, limita il volume complessivo degli elettrodi e quindi limita la portata della carica. squadra Braun ha proposto una soluzione a questo problema, una nuova architettura per il catodo che crea ampie zone di contatto tra il catodo e l'elettrolita (che consente ioni in qualsiasi parte del catodo per raggiungere l'elettrolito rapidamente) senza perdere di volume catodo molto rispetto agli attuali batterie.
Hanno iniziato da auto-assemblaggio sfere di polistirolo, un materiale plastico onnipresente e poco costoso, in una struttura a traliccio stretto con i piccoli spazi ma completamente collegato. Hanno poi riempito questi spazi con nichel attraverso un processo noto come elettrodeposizione, mettendo una carica negativa sul polistirolo e immergendo in una soluzione salina a base di nichel. Quando gli ioni carichi positivamente dal sale entrare in contatto con il polistirolo, che ricevono elettroni e sono ridotti al nichel.
Il materiale viene quindi fuso per rimuovere il polistirolo, lasciando solo il nichel circostanti vuoti sferici. Molto piccoli passaggi tra i vuoti restano nei punti in cui il polistirolo sfere, una volta toccato. Il catodo (un composto di metallo che varia a seconda del tipo di batteria) viene poi placcato sul nichel, l'ispessimento della struttura metallica, ma lasciando comunque piccoli vuoti per consentire un percorso continuo di ioni attraverso l'elettrolita, che finirà per allagare la struttura. Senza questo percorso, la carica complessiva della batteria si riduce e il tempo di ricarica maggiore, in quanto l'elettrolita non sarà in grado di permeare l'intera struttura. Per evitare di collegare le lacune, la squadra di Braun ha usato un processo noto come elettrolucidatura per rimuovere lo strato superiore di nickel e le lacune in modo da allargare il catodo possono essere depositati.
La chimica del catodo dipende dal tipo di batteria. Il team di Braun creati dei prototipi per entrambi nickel-idruro metallico (NiMH) e batterie al litio-ione, usando catodi di oxyhydroxide nichel (NiOOH) e lithiated biossido di manganese (MnO 2 ), rispettivamente. Un elettrolita riempie i buchi rimasti. Questo disegno fornisce ampie zone di contatto tra il, catodo di nichel, e senza sacrificare elettrodo catodico volume molto.
Che cosa portare in tavola?
Potenzialmente cambiando il nostro modo di pensare le batterie.
Braun dice che queste batterie possono caricare 10 a 100 volte più veloce di batterie commerciali di oggi. A tali tassi, piccoli apparecchi elettronici potrebbero potenzialmente carica in pochi secondi, e dispositivi più grandi, anche auto, in pochi minuti. Un miglioramento di questo genere modificano sostanzialmente il nostro modo di interagire con l'elettronica. Portatili e compresse diventerebbe quasi all'infinito portatile, e la portata massima di un veicolo elettrico non sarebbe diventata più importante che le dimensioni del serbatoio del gas un'altra vettura. Braun è ora cercando di vedere se una simile strategia può essere utilizzata per migliorare l'anodo. Se è così, i tassi di ricarica potrebbe salire ancora di più.
Il progetto che Braun ha creato è anche sufficientemente flessibile per lavorare con molti chimici delle batterie differenti. Le lunghezze di diffusione a breve, Braun ipotizza, potrebbe anche consentire di riesame di materiali anodo e catodo che sono attualmente impraticabile a causa della loro scarsa conducibilità.
Quanto è vicina alla commercializzazione?
Non quanto si potrebbe pensare.
Nel parlare di The Economist , Braun stima che l'aumento dei costi della produzione che supera le batterie attuali, una volta che il processo raggiunge su scala commerciale, sarebbe stato 20-30 per cento. Questa tecnologia potrebbe essere già ricercato per alcune applicazioni di tale premio, e se i costi di cadere oltre, altre applicazioni possono anche diventare redditizia. Per le auto elettriche, il beneficio della riduzione del tempo di ricarica è particolarmente preziosa, ma i costi sono già elevati rispetto ad altri veicoli. L'utilizzo di questo tipo di batterie potrebbe rendere i veicoli elettrici ancora più di un prodotto di lusso, almeno per qualche tempo.
Come è scalabile?
All'infinito.
Se queste batterie decollare, potrebbero finalmente trovare la loro strada in tutto, dai telefonini ai mezzi pubblici, e diventare grande come una parte della nostra vita quotidiana come le altre batterie sono al momento.
Qual è il più grande ostacolo per il successo?
Aumento amperaggio.
Oltre al premio di costo, il maggior ostacolo alla diffusione di queste batterie è la più grande corrente necessaria per ricaricare le batterie così in fretta. I veicoli elettrici, in particolare, avrebbe bisogno di essere adattato a gestire correttamente il rapido movimento degli elettroni tanti.
L'ultima parola (s):
Un potenziale game-changer.
legato alla diffusione di veicoli elettrici, se associato a produzione di elettricità a basso tenore di carbonio, potrebbe andare un lungo cammino verso la riduzione delle emissioni di gas serra per il punto necessario per evitare gli effetti peggiori del cambiamento climatico. Una batteria carica rapida di questo genere certamente non è sufficiente per raggiungere un tale obiettivo, ma è assolutamente necessario.
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