SVET NA BATERIJE Zašto su ovi uređaji temelj budućeg tehnološkog razvoja
Pixabay
Sigurno vam nije bilo ni na kraj pameti, ali dobar deo našeg svakodnevnog života zavisi od budućnosti tehnologije baterija. Od punjenja vašeg mobilnog telefona, laptopa pa sve do vašeg prevoznog sredstva kojim putujete do posla. Baterije i uređaji za punjenje nam daju mogućnost da uživamo u pogodnostima i malim radostima savremenog života. Vrlo verovatno da i dok čitate ovaj tekst, to činite upravo preko uređaja koji se napaja baterijama.
Običnu bateriju uzimamo zdravo za gotovo i sigurni smo u to da će nas rezervni paket AAA baterija uvek čekati u fioci od radnog stola, spreman za upotrebu, a naši kablovi za napajanje elektronskih uređaja na noćnom ormariću. Ali šta, ako to nije baš tako?
Poslednjih godina, tehnologija baterija se poboljšala brže nego ikada pre i to bi uskoro moglo da učini stare sisteme napajanja prevaziđenim. Ovo je u krajnjoj liniji pozitivna promena jer tehnologije koje danas poznajemo mogu da rade za nas dugo vremena.
Ako niste obraćali pažnju na nova dostignuća u svetu baterija, evo nekih od najnovijih tehnologija koje treba razmotriti i razumeti njihovu važnost.
Baterije sledeće gneracije
Imajući u vidu činjenicu da naši životi sve više zavise od tehnologije, nije iznenađenje da istraživači u javnom i privatnom prostoru rade prekovremeno kako bi poboljšali način na koji koristimo baterije i struju. Ograničenja u baterijama koje su nam dostupne takođe ograničavaju naš napredak u tehnologiji, tako da su nam potrebne nove vrste baterija da bismo nastavili da napredujemo.
Punjenje galijum nitridom (GaN)
Da li ste ikada punili svoj pametni telefon ili laptop i primetili da je punjač vruć? To je uobičajen problem i često signalizira kraj života punjača.
Ovo bi uskoro mogli postati prošlost, zahvaljujući galijum nitridu (GaN). GaN je hemijsko jedinjenje koje se koristi kao poluprovodnik koje se prvo široko koristilo u LED uređajima, ali sada počinje da se koristi i u punjačima, kao alternativa silicijumu, a prva generacija GaN uređaja stigla je na tržište 2019. godine.
Silicijum se tradicionalno koristi u punjačima kao poluprovodnik, ali sada počinjemo da vidimo sve više punjača koji koriste GaN umesto toga, poput moćnog (ali skupog) Razer USB-C GAN punjača, prenosi portal Tech Radar.
To je zato što GaN ima nekoliko prednosti u odnosu na silicijum. Galijum nitrid proizvodi manje toplote i sposoban je da sprovodi veće napone i prenese ih u uređaje džepne veličine, koji se mogu brže puniti, napajajući više uređaja istovremeno bez pregrevanja. Ovo je dobra vest za sve koji žele da uštede vreme i imaju više prosotra na svom radnom stolu.
Vaš iPhone je najverovatnije došao sa punjačem od 5V, 18V ili 20V kada ste ga kupili, u zavisnosti od konkretnog modela. Punjači će vam vršiti posao, ali ima još nešto. Korisne dve novine u razvoju baterija su visoka voltaža i bežično punjenje. To će vam obezbediti da se napajate do 100 odsto brže. I to, bez kablova.
Za razliku od sporijeg punjača za iPhone telefone, Samsung je objavio moćni zidni punjač od 45 V za Galaki S22. Kineski Xiaomi je otišao još dalje i nadmašio veće igrače sa punjačem od 100 W. S obzirom da će drugi proizvođači telefona verovatno slediti njihov primer, to znači da će korisnici moći da pune svoje uređaje brže nego ikada ranije.
Veće voltaže i bežična punjenja čine napajanje naših uređaja bržim i jednostavnijim nego ikad i oslobađaju nas zavisnosti od kablova i tačaka napajanja.
Grafenske baterije
U svetu tehnologije mnogi s nestrpljenjem gledaju u budućnost, kada su ove baterije u pitanju. Grafen je oblik ugljenika sa dvodimenzionalnim svojstvima, što znači da je veoma tanak i ravan. To je jedan od najperspektivnijih nanotehnoloških materijala, koji se sastoji od jednog sloja ugljenika raspoređenog u nanostrukturi saćaste rešetke. Ovo daje grafenu jedinstvene sposobnosti, kao što su impresivna toplotna i električna provodljivost.
Kada se grafen koristi u bateriji, može ponuditi brže punjenje pri većim strujama, dok istovremeno pomaže da baterije ostanu hladnije i smanjuje verovatnoću pregrevanja. Nadamo se da će se grafen koristiti i u automobilskim baterijama i u elektronici, što će našim uređajima omogućiti brže punjenje i duži vek trajanja baterije.
Čvrste baterije (solid – state)
Za razliku od litijum-jonskih baterija, koje koriste tečni elektrolit, čvrste baterije koriste čvrsti elektrolit. Čvrste materije bolje provode električnu energiju, pa će ove baterije ponuditi brže punjenje i više snage, što je izuzetno važno kada su u pitanju električna vozila (EV). Takođe su gušće i manje.
Sa tzv. čvrstim baterijama, EV će moći da prelaze veće udaljenosti bez potrebe za punjenjem, što će značajno uticati na tržište automobila.
Čvrste baterije će takođe, biti bezbednije, jer izbegavaju neke od problema sa kojima se litijum-jonske suočavaju. Litijum-jonske sadrže zapaljivi materijal, imaju tendenciju da se smrzavaju i sporo se pune, što otežava brzo napajanje vašeg automobila kada ste na putu, posebno po teškim vremenskim uslovima. Međutim, još uvek nismo spremni da napravimo revoluciju u automobilskoj industriji jer tehnologija čvrstih baterija još uvek treba da se usavrši. Iako se trenutno koristi za sitniju elektroniku, poput pejsmejkera i pametnih satova, čvrsta tehnologija još uvek nije spremna za upotrebu u većim predmetima, kao što su automobili.
Zamena baterija
U budućnosti, neki od naših kućnih uređaja mogli bi u potpunosti da se odreknu baterija. Samsung je osmislio mudar način da uradi upravo to, za svoj najnoviji TV Eco daljinski upravljač, koji je bio na solarni pogon, ali najnovija verzija takođe može da se puni preko wi-fi rutera u vašem domu.
Daljinski upravljač može da pretvori radio talase koje emituje vaš ruter u energiju za napajanje. Ovo je poznato kao RF prikupljanje i može se koristiti za sve vrste niskoenergetskih uređaja, kao što su AirTags (Geolokatori). Samsung je ranije procenio, da bi njegovi solarni daljinski upravljači mogli da spreče bacanje oko 99 miliona baterija u narednih sedam godina, tako da bi dodatna pogodnost radiofrekventnog punjenja, takođe, mogla imati značajne koristi za životnu sredinu.
Powerwalls (baterije na solarni pogon)
Inovacije na tržištu baterija se ne odnose samo na generisanje energije – već i na skladištenje energije, nakon što je proizvedena. Održavanje rada kuće tokom nestanka struje dugo je bio problem sa kojim se suočavaju vlasnici kuća, posebno nakon oluje, pri čemu su se mnogi u prošlosti okretali generatorima na plin.
Međutim, nova tehnologija koju koristi Teslin Powerwall olakšava kućama skladištenje energije bolje, nego ikada ranije. Powerwall je uređaj za skladištenje kućne energije koji omogućava vlasnicima kuća da skladište solarnu energiju, koju su generisali i koriste je uveče ili tokom nestanka struje. Međutim, čak i ako ne koristite solarnu energiju, Powerwalls može skladištiti energiju proizvedenu kroz električnu mrežu ili generator. Powerwall je sličan bateriji električnog automobila, pa da li su “kuće na baterije“ moguće u budućnosti? Za sada nisu, jer izuzetno visoka cena Powerwall-a znači da oni još uvek nisu dostupni mnogima od nas.
Zašto su važne nove tehnologije?
Jasno je da su mnoga istraživanja i velika novčana sredstva uložena u novu tehnologiju baterija, ali zbog čega? Da li su baterije zaista toliko važne?!
Nove vrste baterija nisu stvorene samo radi udobnosti, one su zapravo neophodne ako želimo da uživamo u blagodetima života kakav poznajemo.
Nove baterije, znače bolje performanse. Osim toga, znače i novi napredak u našem tehnološkom razvoju, koji trenutno može da radi samo onoliko koliko im baterije dozvoljavaju. Noviji i moćniji procesori, na primer, zahtevaju ogromne količine energije, ali šta ako nas baterije ne ograničavaju? Da vek trajanja baterije i snaga više nisu ograničenja o kojima moramo da brinemo, tehnologija bi mogla napredovati više nego ikada ranije.
Baterije su od suštinske važnosti da nas kao društvo povedu u budućnost. Sa jačim, dugotrajnijim baterijama, možemo da promenimo način na koji koristimo energiju u svim aspektima života. Pre svega, elektronika će biti bolja i efikasnija. Električna vozila će moći da se voze danima sa jednim punjenjem, a o poboljšanim kapacitetima medicinske opreme i povećanoj proizvodnji solarne energije, i da ne govorimo.
Brzo koristimo prirodne resurse
Tržište litijum-jonskih baterija je procenjeno na 46,4 milijarde dolara. To znači milione baterija, ali za svaku proizvedenu bateriju potreban je jedan neophodan sastojak: litijum. Litijum je hemijski element i meki alkalni metal. Većina svetskih rudnika litijuma nalazi se u Južnoj Americi, ali kao i mnogi elementi, ni litijum nije neiscrpan resurs.
Ako nastavimo da zavisimo od litijum-jonskih baterija, na kraju ćemo iscrpeti resurse. Stručnjaci se ne slažu oko toga kada bi se to moglo desiti, ali neki veruju da bi to moglo biti pre 2040. Geološki institut Sjedinjenih Država takođe smatra litijum kritičnim mineralom, što znači da je mineral od kritične važnosti koji se suočava sa potencijalnim problemima u snabdevanju.
Kritični mineral, takođe znači, da ne postoji adekvatna zamena, ako njega potpuno iscrpimo.
Tačno je da se litijum može reciklirati, ali se u praksi to ne čini; stručnjaci kažu da se samo oko 5 odsto litijum-jonskih baterija iz prenosne elektronike reciklira. Međutim, kompanija Tesla tvrdi da su njeni paketi baterija 100 odsto reciklirani, tako da se nadamo da će drugi proizvođači električnih vozila slediti njihov primer.
Smanjenje našeg uticaja na životnu sredinu
Baterije za jednokratnu upotrebu predstavljaju veliki problem za planetu. Sa oko tri milijarde baterija koje se bacaju svake godine u SAD, većina baterija se ne reciklira i završava na deponijama, na javnim površinama ili u vodotokovima i u okeanima.
Kada se baterije ne odlažu na odgovarajući način, postoji šansa da će metali koje sadrže (srebro, kadmijum i olovo), za koje se zna da predstavljaju opasnost po zdravlje ljudi, biti ispušteni u životnu sredinu. To dovodi do povećane toksičnosti koja je štetna i za životinje i za ljude.
Ako budemo u stanju da razvijemo ekološki prihvatljivije baterije, to će usporiti neke od ovih štetnih efekata. Novi tipovi baterija će takođe imati veliki uticaj na električna vozila, proširujući njihov domet i nadamo se da će smanjiti njihovu nabavnu cenu, što će dovesti do smanjenja naše zavisnosti od visoko zagađujućih fosilnih goriva.
Poboljšana efikasnost i udobnost
Dan nam nikada nije dovoljno dug, ali čini se da vreme nikada ne prolazi sporije nego kada punite mobilni telefon. Sa novim tehnologijama u proizvodnji baterija, dani čekanja na potpuno punjenje uređaja bi mogli biti iza nas.
Nova tehnologija baterija će doneti praktičnost i povećanu produktivnost u naše živote jer će nam brže, snažnije baterije omogućiti da se punimo brže, i verovatno će obezbediti punjenje koje će trajati duže nego ikada ranije.
Sledeća generacija tehnologija, kao što su GaN punjači, takođe će biti manja i moći će puniti više uređaja u isto vreme. Manja, prenosiva baterija takođe će uštedeti prostor.
Rizici novih tehnologija
Svaki razvoj nove tehnologije nosi sa sobom mnogo izazova i baterije nisu izuzetak. Postoji nekoliko problema koje programeri baterija moraju da prevaziđu pre nego što sve nove tehnologije baterija o kojima smo gore govorili postanu mainstream.
Troškovi razvoja
Finansijski troškovi razvoja novih tehnologija su ogromni, sa novim baterijama koje zahtevaju godine testiranja, prototipove, itd. Nove baterije ne izlaze preko noći; prelazak od faze pronalaska do mogućnosti masovne proizvodnje na globalnom nivou može potrajati godinama.
Kada se razvijaju nove baterije, potrebno je mnogo vremena i novca da se utvrdi koja hemijska jedinjenja najbolje funkcionišu i koja su najbezbednija. Nemaju sve kompanije kapital ili interes da rade na razvoju novih baterija, posebno kada je moguće da prođu decenije pre nego što se vidi bilo kakav povratak.
Iako je poznato da kompanija Tesla prodaje vozila sa gubitkom jer profit ne dolazi direktno od prodaje električnih vozila, većina preduzeća nije u poziciji da posluje na ovaj način što otežava razvoj novih tehnologija. Jedino rešenje bi bilo da vlade država daju finansijske podsticaje proizvođačima ili na drugi način doprinesu razvoju baterija. Kada bi se više sredstava izdvajalo za subvencije i poreske olakšice za kompanije koje razvijaju nove baterije, mogli bismo mnogo brže napredovati.
Nešto je i do nas, potrošača
Potrebno je vreme da bi se ponašanje potrošača promenilo, a mnogi verovatno nerado kupuju novi tip baterije ili vozila kada su zadovoljni trenutnim opcijama. Informisanje i obrazovanje javnosti može pomoći u tome, ali i vlade i korporacije bi trebalo da imaju moralnu obavezu da šire vesti o uticaju upotrebe baterija na životnu sredinu, pomažući potrošačima da shvate zašto su promene potrebne.
Budućnost baterija je uzbudljiva, sa novom tehnologijom na horizontu koja će imati veliki uticaj na naše živote. Da, nove baterije će nam ponuditi pogodnosti, olakšavajući nam rad na daljinu, putovanja i obavljanje više zadataka, ali što je još važnije, nove baterije će pomoći našoj planeti. Iako još treba da se uradi pre nego što grafenske, GaN i čvrste baterije postanu svakodnevica, mnogi s razlogom puno očekuju od baterija u bliskoj budućnosti. Uzbudljivo je samo i zamisliti kako bi naš svet mogao da izgleda za nekoliko godina, a sve zahvaljujući baterijama.
Možda vas zanima
Najnovije iz rubrike
VREMENSKA PROGNOZA
Beograd
Novi sad
Kursna lista
Kriptovalute
Preporuka
