Tecnologias do futuro que não querem se traduzir no mundo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Do meu ponto de vista, esses são os truques usuais dos parasitas. E tudo isso é feito apenas por uma questão de lucro (lucro)!

Para a civilização atual, tudo isso aconteceu durante a época de Tesla. Mas os parasitas entenderam claramente que, se as pessoas tivessem acesso à energia gratuita, elas acabariam.

Todas as invenções foram escondidas sob o pano, onde estão todas agora.

E isso continuará até o momento em que o atual desenvolvimento da "ciência" não se enterre em um impasse real. E os parasitas se renderão e abrirão um baú com as invenções de todos os cientistas que mataram (o que é improvável).

Ou os parasitas tentarão novamente organizar uma catástrofe em escala planetária para levar todos de volta à Idade da Pedra e começar tudo de novo - para eles esta é a opção ideal.

Com o que vamos "comer"?

É um paradoxo, mas apesar do tremendo caminho que a eletrônica percorreu nos últimos 30 anos, todos os dispositivos móveis ainda são equipados com baterias de íon-lítio, que entraram no mercado já em 1991, quando o CD player usual era o auge da engenharia pensado em tecnologia portátil.

Muitas propriedades úteis de novas amostras em eletrônicos e gadgets são niveladas pelo tempo escasso de fornecimento de energia desses dispositivos a partir de uma bateria móvel. Os sabonetes científicos e os inventores teriam dado um passo à frente há muito tempo, mas são mantidos pela "âncora" da bateria.

Vamos dar uma olhada em quais tecnologias podem transformar o mundo da eletrônica no futuro.

Primeiro, um pouco de história

Na maioria das vezes, as baterias de íon de lítio (Li-ion) são usadas em dispositivos móveis (laptops, telefones celulares, PDAs e outros). Isso se deve às suas vantagens sobre as baterias de níquel-hidreto metálico (Ni-MH) e de níquel-cádmio (Ni-Cd) amplamente utilizadas.

As baterias de íon-lítio têm parâmetros muito melhores. No entanto, deve-se ter em mente que as baterias de Ni-Cd têm uma vantagem importante: a capacidade de fornecer altas correntes de descarga. Esta propriedade não é criticamente importante ao alimentar laptops ou telefones celulares (onde a participação de íon-lítio atinge 80% e sua participação está se tornando cada vez mais), mas existem alguns dispositivos que consomem altas correntes, por exemplo, todos os tipos de ferramentas elétricas, barbeadores elétricos, etc. P. Até agora, esses dispositivos têm sido quase exclusivamente domínio das baterias Ni-Cd. No entanto, atualmente, especialmente em relação à restrição do uso de cádmio de acordo com a diretiva RoHS, a pesquisa sobre a criação de baterias sem cádmio com uma alta corrente de descarga se intensificou.

As células primárias ("baterias") com um ânodo de lítio apareceram no início dos anos 70 do século 20 e rapidamente encontraram aplicação devido à sua alta energia específica e outras vantagens. Assim, o desejo antigo de criar uma fonte de corrente química com o agente redutor mais ativo, um metal alcalino, foi realizado, o que tornou possível aumentar drasticamente a tensão de operação da bateria e sua energia específica. Se o desenvolvimento de células primárias com um ânodo de lítio foi coroado com um sucesso relativamente rápido e tais células tomaram firmemente seu lugar como fontes de alimentação para equipamentos portáteis, a criação de baterias de lítio enfrentou dificuldades fundamentais, que levaram mais de 20 anos para serem superadas.

Depois de muitos testes ao longo da década de 1980, descobriu-se que o problema das baterias de lítio está relacionado aos eletrodos de lítio. Mais precisamente, em torno da atividade do lítio: os processos que ocorreram durante a operação, no final, levaram a uma reação violenta, chamada de "ventilação com emissão de chama". Em 1991, um grande número de baterias recarregáveis de lítio foi devolvido às fábricas, que foram usadas pela primeira vez como fonte de energia para telefones celulares. A razão é que durante uma conversa, quando o consumo de corrente é máximo, uma chama foi emitida da bateria, queimando o rosto do usuário do celular.

Devido à instabilidade inerente ao lítio metálico, especialmente durante o carregamento, a pesquisa mudou para o campo da criação de uma bateria sem o uso de Li, mas usando seus íons. Embora as baterias de íon-lítio forneçam densidade de energia marginalmente mais baixa do que as baterias de lítio, as baterias de íon-lítio são seguras quando fornecidas com as condições corretas de carga e descarga. No entanto, eles não imune a explosões.

Nessa direção também, enquanto tudo tenta se desenvolver e não fica parado. Por exemplo, cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang (Cingapura) desenvolveram um novo tipo de bateria de íon de lítio com desempenho recorde … Primeiro, ele carrega em 2 minutos a 70% de sua capacidade máxima. Em segundo lugar, a bateria tem funcionado quase sem degradação por mais de 20 anos.

O que podemos esperar a seguir?

Sódio

Segundo muitos pesquisadores, é esse metal alcalino que deve substituir o caro e raro lítio, que, além disso, é quimicamente ativo e perigoso para o fogo. O princípio de operação das baterias de sódio é semelhante ao de lítio - elas usam íons metálicos para transferir carga.

Por muitos anos, cientistas de vários laboratórios e institutos lutaram com as desvantagens da tecnologia do sódio, como carregamento lento e correntes baixas. Alguns deles conseguiram resolver o problema. Por exemplo, amostras de pré-produção de baterias poadBit são carregadas em cinco minutos e têm uma vez e meia a duas vezes a capacidade. Depois de receber diversos prêmios na Europa, como o Innovation Radar Prize, o Eureka Innovest Award e vários outros, a empresa passou para a certificação, construção de fábricas e obtenção de patentes.

Grafeno

O grafeno é uma rede cristalina plana de átomos de carbono com um átomo de espessura. Graças à sua grande área superficial em um volume compacto, capaz de armazenar carga, o grafeno é uma solução ideal para a criação de supercapacitores compactos.

Já existem modelos experimentais com capacidade de até 10.000 Farads! Esse supercapacitor foi criado pela Sunvault Energy em conjunto com o Edison Power. Os incorporadores afirmam que no futuro apresentarão um modelo, cuja energia será suficiente para abastecer uma casa inteira.

Esses supercondensadores têm muitas vantagens: a possibilidade de uma carga quase instantânea, respeito ao meio ambiente, segurança, compactação e também baixo custo. Graças à nova tecnologia de produção de grafeno, semelhante à impressão em uma impressora 3D, a Sunvault promete o custo das baterias quase dez vezes menor do que o das tecnologias de íon-lítio. No entanto, a produção industrial ainda está muito longe.

Sanvault também tem concorrentes. Um grupo de cientistas da Universidade de Swinburn, Austrália, também revelou um supercapacitor de grafeno, que é comparável em capacidade às baterias de íon-lítio. Ele pode ser carregado em alguns segundos. Além disso, é flexível, o que permitirá a sua utilização em dispositivos dos mais variados formatos e até em roupas elegantes.

Baterias atômicas

As baterias nucleares ainda são muito caras. Alguns anos atrás havia Aqui estão as informações sobre a bateria nuclear. Num futuro próximo, eles não serão capazes de competir com as conhecidas baterias de íon-lítio, mas não podemos deixar de mencioná-las, porque as fontes que vêm gerando energia continuamente há 50 anos são muito mais interessantes do que as baterias recarregáveis.

Seu princípio de operação, em certo sentido, é semelhante ao funcionamento das células solares, só que, em vez do sol, a fonte de energia nelas são isótopos com radiação beta, que é então absorvida por elementos semicondutores.

Ao contrário da radiação gama, a radiação beta é praticamente inofensiva. É um fluxo de partículas carregadas e é facilmente protegido por finas camadas de materiais especiais. Também é absorvido ativamente pelo ar.

Hoje, o desenvolvimento dessas baterias é feito em diversos institutos. Na Rússia, NUST MISIS, MIPT e NPO Luch anunciaram seu trabalho conjunto nessa direção. Anteriormente, um projeto semelhante foi lançado pela Tomsk Polytechnic University. Em ambos os projetos, a substância principal é o níquel-63, obtido por irradiação de nêutrons do isótopo níquel-62 em um reator nuclear com posterior processamento radioquímico e separação em centrífugas de gás. O primeiro protótipo da bateria deve ficar pronto em 2017.

No entanto, essas fontes de alimentação beta-voltaicas são de baixa potência e extremamente caras. No caso de um empreendimento russo, o custo estimado de uma fonte de energia em miniatura pode chegar a 4,5 milhões de rublos.

O níquel-63 também tem concorrentes. Por exemplo, a Universidade de Missouri tem experimentado com estrôncio-90 por um longo tempo, e baterias beta-voltaicas em miniatura baseadas em trítio podem ser encontradas comercialmente. Com um preço em torno de mil dólares, eles são capazes de alimentar vários marca-passos, sensores ou compensar a autodescarga de baterias de íon-lítio.

Os especialistas estão calmos por enquanto

Apesar da abordagem da produção em massa das primeiras baterias de sódio e do trabalho ativo em fontes de alimentação de grafeno, os especialistas da indústria não prevêem nenhuma revolução nos próximos anos.

A empresa Liteko, que opera sob a asa de Rusnano e produz baterias de íon-lítio na Rússia, acredita que não há motivos para uma desaceleração no crescimento do mercado até agora. “A demanda constante por baterias de íon-lítio se deve principalmente à sua alta energia específica (armazenada por unidade de massa ou volume). De acordo com esse parâmetro, elas não têm concorrentes entre as fontes de energia química recarregáveis produzidas em série no momento”. comentários na empresa.

No entanto, em caso de sucesso comercial das mesmas baterias poadBit de sódio, o mercado pode ser reformatado em questão de anos. A menos que os proprietários e acionistas queiram ganhar dinheiro extra com a nova tecnologia.