Protonowa rewolucja w akumulatorach?


bateria protonowa i jej twórcy
bateria protonowa i jej twórcy

Już chyba większość  nowoczesnych urządzeń elektronicznych jest zasilana z baterii litowych – od narzędzi elektrycznych, po coraz większą liczbę samochodów elektrycznych. A jednak czasy dominacji litu mogą się kończyć zanim tak na dobre się zaczęły. Naukowcy z Uniwersytetu RMIT w Melbourne w Australii (Royal Melbourne Institute of Technology) stworzyli bowiem prototyp alternatywnej baterii zasilanej węglem i wodą. Absolutna nowością jest jednak zupełnie nowa zasada działania! Jest to pierwsza w historii bateria protonowa, a przy tym jest to rozwiązanie do magazynowania energii, które wykorzystuje tanie, przyjazne dla środowiska materiały. Ale dlaczego musimy zmienić sposób, w jaki przechowujemy energię? Oto trzy rzeczy, które powinieneś wiedzieć o tym źródle energii przyszłości.

Bateria protonowa wykorzystuje łatwiej dostępne materiały

Tak natura zdecydowała, że zasoby litu na planecie są skoncentrowane tylko w kilku krajach, a inne rzadkie metale, które są wykorzystywane w bateriach litowych, są jeszcze mniej dostępnym, a tym samym bardzo drogim zasobem. W przeciwieństwie do tego, bateria protonowa ma elektrodę wykonaną z węgla, jednego z najobficiej występującego materiału na naszej planecie, i jest ładowana przez rozkład cząsteczek wody. Zaletą nowej baterii jest to, że przechowuje protony w materiale opartym na węglu, który jest tani, zaś protony pozyskiwane są z wody, która jest łatwo dostępna.

Jest ładowalna

Bateria RMIT może być podłączona do portu ładowania tak samo, jak każdy inny akumulator. To, co dzieje się dalej, jest niezwykle proste: energia elektryczna z zasilacza dzieli cząsteczki wody, generując protony, które wiążą się z węglem w elektrodzie akumulatora. Protony są następnie ponownie uwalniane, aby przejść przez ogniwo paliwowe, gdzie oddziałują z powietrzem, tworząc wodę i wytwarzając energię. Jednocześnie testowana w laboratoriach RMIT bateria protonowa okazała się bardzo efektywna. Już niewielka bateria – o powierzchni czynnej wynoszącej zaledwie 5,5 centymetrów kwadratowych  może przechowywać tyle energii na jednostkę, co dostępne w sprzedaży akumulatory litowo-jonowe.

Jest ekologiczna

Wydobywanie surowców do baterii jak lit  i inne metale ziem rzadkich, może mieć wiele konsekwencji dla środowiska, jak chociażby konieczność składowania chemikaliów w ekosystemach. Przetwarzanie materiałów przewodzących (głównie metali) wymaga znacznej ilości energii, co w dalszym ciągu najczęściej oznacza energię elektryczną pochodzącą z paliw kopalnych. Tymczasem wytwarzanie węgla, czy wody potrzebnej do tej nowej baterii ma praktycznie zerowy wpływ na środowisko; obecnie główny wpływ baterii na środowisko wynikałby z konieczności wyprodukowania energii elektrycznej wykorzystywanej do jej ładowania.

Ale czy jest?

Naukowcy z  RMIT szacują, że ich bateria protonowa może być dostępna komercyjnie w ciągu pięciu do dziesięciu lat. Czy spełni pokładane w niej nadzieje? Trudno powiedzieć – wiele obiecujących wynalazków leży bowiem w lamusie historii, gdyż nie spełniły się pokładane w nich nadzieje. Przykład ten jednak pokazuje dwie rzeczy. Po pierwsze istnieje alternatywa dla baterii litowych. A po drugie istnienie takiej alternatywy jest konieczne. Chociażby ze względu na niezwykle dynamicznie rosnące zapotrzebowanie na wydajne akumulatory, zwłaszcza jeżeli chodzi o samochody elektryczne. W końcu wszyscy nawet jeżeli nie chcemy będziemy jeździć  „na prąd”. Tania bateria, a taką byłaby bateria protonowa, może sprawić, że wreszcie samochody elektryczne będą tańsze od spalinowych.

Reklamy

USA dominuje przyszłość transportu


POłączenie sieciowe pojazdów i infrastruktury drogowej
POłączenie sieciowe pojazdów i infrastruktury drogowej

Amerykanie wzięli się ostro do pracy. I ich dominacja w transporcie w nadchodzących dekadach zdaje się być co raz pewna. To już nie tylko Google Car, nie tylko Tesla, nie tylko Hyperloop, także politycznie, poprzez odpowiednie publiczne wsparcie rozwoju najnowszych technologi powoduje, że Unia Europejska zostaje w tyle. A wszystko to piszę na tle informacji z Departamentu Transportu rządu USA.

ITS – biuro inteligentnych systemów transportowych w amerykańskim Departamencie transportu ogłosiło poprawki do programu rozwoju transportu na lata 2015-2019. W skrócie sprowadzają się do jednego- Ameryka zamierza przodować w rozwoju automatycznych systemów transportowych.
Nowy plan strategiczny nakreśla kierunek i cele Departamentu, buduje ramy wokół skoordynowanych działań administracji amerykańskiej sprzyjających prowadzeniu badań, rozwoju i wdrożeń osiągnięć najnowszych technologii.
Program zbudowano wokół dwóch kluczowych priorytetów: przesyłania danych pomiędzy pojazdami (patrz zdjęcie będące wizytówką projektu) i postępów w zaawansowanej automatyzacji pojazdów.
Biuro wprowadziło poprawki zdając sobie sprawę, ze znacznych postępów poczynionych w ostatnich latach w projektowaniu, testowaniu i planowaniu technologi pozwalających na połączenie pojazdów w całym kraju w elektroniczną sieć i niezwykle burzliwego rozwoju automatyki pojazdowej przejawiającym się głównie w postępach autonomizacji pojazdów.
Ważne (a czego ciągle my w Polsce nie możemy się nauczyć),że nakreślone przez biuro priorytety tylko wskazują, gdzie większa część badań i innowacji w transporcie zmierza, jednak nie wykluczają innych technologii lub obszarów badawczych.
Wyłaniający się z priorytetów plan strategiczny obejmuje kilka kategorii programów, które obejmują zakresy:

a) Łączenie pojazdów  – skupia się na przyjęciu standardów i ewentualnym wdrożeniu systemu zapewniającego wymianę informacji pomiędzy pojazdami na drodze.
b) Automatyzacja – Skupia się na szerokim spektrum tematów związanych z tymi systemami pojazdów drogowych (i związanych z nimi technologii), które przenoszą stopniowo kontrolę nad pojazdem z kierowcy na pojazd.
c)Przyszłe systemy transportowe  – Skupia się na przyszłych pokoleniach systemów transportowych badając potencjalne możliwości nowych pomysłów.
d) Dane drogowe – kontynuuje dotychczasowe wysiłki w operacyjnym przechwytywania danych ze stacjonarnych czujników, urządzeń mobilnych i podłączonych pojazdów i rozszerza się na działania badawcze obejmujące rozwój mechanizmów przesyłu i wykorzystania tych danych do poprawy bezpieczeństwa i mobilności transportu drogowego.
e)Interoperacyjność – skupia się na sposobach zapewnienia skutecznej łączności między urządzeniami i systemami.
f)Przyspieszenie wdrażania – to głównie koordynacja działań między Departamentami zmierzająca do jak najszybszego wdrożenia osiągnięć przemysłowo-naukowych

Jak widać z tego krótkiego zestawienia Europejczycy tak dumni z faktu, ze przez kilka ostaniach lat zdołali, wydawałoby się, wyprzedzic Amerykę w rozwoju transportu samochodowego i wdrażaniu zaawansowanych systemów automatyki, znowu zaspali. Poza Interoperacyjnością w zasadzie nic z powyższych planów nie ujrzało na Starym Kontynencie czegoś więcej niż ekranów z prezentacjami- jak to w przyszłości będzie. tymczasem Amerykanie już w najbliższym czasie chcą wdrożyć wspólne standardy wymiany informacji pomiędzy pojazdami i infrastrukturą drogową. Jeżeli tak się stanie i w Europie nie wdrożymy sensownego planu o podobnej skali i rozmachu, to o dominacji światowej możemy zapomnieć, a partnerem w dalszym rozwoju świata stanie się dla USA Daleki Wschód. Zaś Europa pogrąży się w marazmie i rozpatrywaniu skutków Brexitu.