Naatriumõhu patareid võivad tulevase patareina asendada liitiumõhku

Patareid

Riistvaramaailm kujundab end sama kiiresti ümber kui kunagi varem. Pihuarvutid suurendavad võimsust eksponentsiaalselt näiliselt iga paari kuu tagant, samal ajal kui meie sülearvutid saavad nüüd täielikult pooleks murda ja maskeeruda tahvelarvutina. Kuid niipalju kui riistvara jõuab, tunduvad akud alati nii seisma jäänud. Nüüd võib naatriumõhu patareide paljulubav uurimine viia akude revolutsiooni poole, mida me kõik oleme oodanud.

Lisaks tavalistele AA või AAA patareidele on liitiumioonakud meie kõige hinnatumate mobiilseadmete toiteallikaks. Need on laetavad ja kestavad enne väljalõikamist vastuvõetava ajaeks keset tähtsat telefonikõnet. Kuigi meie nutitelefonide ja tahvelarvutite eluiga on vastuvõetav, aktsepteerite mõnikord pigem seda, mida teile antakse, mitte seda, mida tegelikult soovite. IPhone 5 võib kesta umbes 8 tundi 3G, LTE andmeside kasutamist või kõneaega või 10 tundi video taasesitust või 40 tundi heli taasesitust.



Kui kasutate kõigi nende funktsioonide kombinatsiooni - nagu kõik nutitelefoni ja pika tööreisiga inimesed on sellest täiesti teadlikud -, on telefoni aku elu kahetsusväärselt lühike. Tänu sellele, kuidas liitiumioonaku toodab keemiliste reaktsioonide kaudu energiat, on tekitatud võimsuse lagi. See tähendab, et mingil hetkel annab liitium-ioon aku sõna otseses mõttes maksimaalse võimsuse. Lagi tähendab, et lõpuks vajavad meie seadmed rohkem energiat, kui aku suudab anda.

Aku töötamiseks peab see vahetama elektroni, sest see tekitab tavaliselt koristatavat energiavormi. Materjali kaal on aga aku kujundamisel oluline tegur, sest ilmselt tähendab raskem aku raskemat, vähem soovitavat seadet. Nii et kergest materjalist energia saamiseks pöördute oksüdeerumise poole. Võttes arvesse hapniku rohkust, ei pea te lisama midagi, mis on oksüdeerumise katalüsaator, mis muudab aku kergemaks. Seda tüüpi patarei, mitte tavaline liide -ion, kannab enesestmõistetavat liidet -air. Teadlased väidavad, et osaliselt tänu sellele, et akus pole vaja katalüsaatorit, võib tekkida suurem energia saagis. Kui liitiumioonaku maht on umbes 200Wh / kg, siis liitiumõhuaku võib ulatuda kuni 3460Wh / kg.

NaatriumKahjuks on liitiumõhu patareide keemia nii keeruline, et teadlased on sellega alustanud keskendudes naatriumõhu patareidele. Kuigi naatriumiõhu maht on liitium-õhust palju väiksem, istudes umbes 1600Wh / kg, on see vähemalt oluliselt suurem kui liitiumioon ja seda on palju lihtsam valmistada kui liitiumõhku. Aku ühes otsas on naatriumelektrood, millele on süsinikelektroodi alla pandud elektrolüüt, millest hapnik saab läbi liikuda. Elektron liigub aku ümber, ioonne metall lahustub elektrolüüdis, mis omakorda liigub süsiniku elektroodi ja tabab hapnikku.



Kuigi see on endiselt eksperimentaalses vormis, leidsid teadlased, et naatrium-õhk ei hoia mitte ainult rohkem kui liitium-õhupatarei, vaid seda on ka lihtsam laadida. Eespool mainiti, et liitiumõhu teoreetiline tihedus on üle naatriumiõhu topelt, kuid nagu selgub, on naatriumiõhu praktikas suurem tihedus (see ei tähenda, et ühel päeval liitiumõhk - õhk ei jõua oma tohutu tiheduse saatuseni).

Praegu saab naatriumiõhku laadida vaid umbes kaheksa korda, enne kui see lõplikult sureb. Loodetavasti suudavad teadlased välja selgitada, miks see nii on, ja toovad meile aku, mis suudab meie mobiilseadmeid pikka aega toita, ilma et peaksime pärast pikka ööd välja energiat säästma.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com