Izvor: B92, 23.Jan.2013, 19:34 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Baterija - velika kočnica tehnologije
Jedan pronalazak od pre više od 200 godina koči tehnologiju 21. veka da postane brža, čistija i jeftinija. Zbog njega električni automobili još nisu zauzeli auto-puteve a novi Boeingovi ultra-efikasni Dreamliner 787 avioni su se obrukali.
Taj izum verovatno vam je sada na dohvat ruke i ko zna koliko puta ste ga do sada opsovali: đavolska baterija.
Boeing je bila prva kompanija koja je naveliko počela da koristi tehnologiju najnaprednije baterije - litijum-jonske, >> Pročitaj celu vest na sajtu B92 << ali su zbog nje avioni Dreamliner prizemljeni do daljnjeg.
2006. i 2007. godine preko 46 miliona baterija za mobilne i 10 miliona baterija za laptopove - sve od litijum jona - bile su povučene sa tržišta zbog rizika od pregrejanosti, eksplozije i kratkog spoja.
Što se automoilske industrije tiče, ove baterije imaju dva problema: skupe su i ne omogućavaju automobilima da stignu dovoljno daleko između dva napajanja.
Baterije od litijum jona, koje akumuliraju više energije sa većom voltažom i lakše su od svih ranijih tipova, predstavljaju najnoviji veliki korak u tehnologiji baterija. A to se desilo pre skoro četvrt veka.
„Moramo da napravimo divovski korak u proizvodnji baterija”, kaže Vins Batalja, naučnik iz Nacionalne laboratorije Lorens Berkli. „Moramo da nađemo sledeću veliku stvar”.
Međutim, nijedan od desetorice stručnjaka sa kojima je razgovarao Associated Press nije znao da odgovori na pitanje šta je ta velika stvar ili kad će se desiti.
„Kad je smislimo... promeniće svet”, kaže Džej Vitejker sa Univerziteta Kanregi Melon.
Da bi načinili sledeći veliki proboj, istraživači moraju da usavrše poznavanje složene hemije, skupe i detaljne izrade, različitih materijala, strogih bezbednosnih standarda i dugotrajno testiranje. To podrazumeva rukovanje tečnim i čvrstim materijalima, metalima i organskim hemikalijama i svemu ostalom, kaže Glen Amatuči, direktor Istraživačke grupe za akumuliranje energije pri Ratgers univerzitetu.
„Nosimo se sa sistemom koji skoro da je živ, gotovo da diše”, kaže Amatuči. „Pokušaj da shvatimo šta se dešava unutar baterija je neverovatno složen”.
Jedan od razloga zašto je baterija poput konjske zaprege na auto-putu visoke tehnologije je taj što ima konfliktne funkcije. Ona treba da prvenstveno akumulira energiju, ali i da emituje struju, u velikim količinama i to brzo.
„Ako želite visok stepen akumulacije, ne možete da dobijete visok napon”, kaže M. Stenli Vitingam, direktor Severoistočnog centra za akumulaciju hemijske energije. „Ljudi očekuju nemoguće”.
Na tržištu komercijalnih uređaja litijum jonske baterije su obično dovoljno male da staju u mobilni telefon. Ali da bi napajale velike sisteme - od Priusa do Boeinga 787 - one se ugrađuju u grupama. To, međutim, povećava bezbednosni rizik, kažu stručnjaci. Baterija koja je izazvala požar na Dreamlineru bila je teška 28,5 kg i duga 48 cm.
„Baterije od litijum jona su napunjene zapaljivom tečnošću”, kaže Vitejker. Čak i problem jedan-u-milion može da izazove požar jer ih je danas preko milijardu u upotrebi, a nekad ih ima i po desetak u jednom uređaju.
Litijum jonske baterije su najopasnije jer je njihov elektrolit (tečnost koja omogućava jonima da se kreću između elektroda u bateriji) zapaljiviji od tečnosti u starijim tipovima baterija.
Međutim, prof. Gerbrand Seder sa MIT-a i drugi naučnici kažu da se problemi vezani za bezbednost mogu rešiti.
Ipak, promene se na polju baterija ne događaju često.
„Veliki napreci u tehnologiji baterija retko se dešavaju. U poslednjih 200 godina možda imamo 5 različitih uspešnih baterija na punjenje”, kaže Džordž Blomgren, bivši istraživač u komapniji Everyday. „To je frustrirajuće”.
Alesandro Volta izumeo je prvu upotrebljivu bateriju 1800, mnogo pre drugih revolucionarnih pronalazaka poput motora sa unutrašnjim sagorevanjem, telefona, automobila, aviona, tranzistora, kompjutera i interneta. Ali svi drugi su napredovali brže od obične baterije.
„Ovo je sjajan pokazatelj kako je hemija robustna nauka i kako su promene teške”.
Stručnjaci za baterije podeljenog su mišljenja o tome šta je sledeće. Neki misle da bi litijum jonska baterija mogla da bude još unapređena i da bismo u budućnosti od nje mogli da dobijemo dva do tri puta više energije. Ali, jednako je brojna i druga strana koja smatra da je ova baterija odradila svoje.
„Sa ovim materijalima smo došli do tačke”, smatra Blomgren. „Čekamo da naiđe nešto drugo što će da obavi zadatak”.
U ovom trenutku naučnici rade na najrazličtijim vrstama baterija: od litijum-vazduha, litijum-sumpora, magnezijuma, sodijum-jona...
„Trenutno je mrtva trka”, kaže Blomgren. „Svaka tehnologija ima svoje nedostatke i zahteva neko veliko razrešenje”.
Jedna od najvećih nada američke nacije je Džon Gudenaf, zaslužan za proboj 1979. koji je doveo do prve komercijalne baterije od litijum jona 1991.
On ima 90 godina i sledećeg meseca u Beloj kući biće mu uručena Nacionalna medalja za nauku.
„Radim na tome”, kaže Gudenaf koji i dalje predaje mašinstvo na Teksaškom univerzitetu u Ostinu. „Optimista sam u smislu što sam voljan da i dalje radim na tome. Mislim da možemo da dođemo do nekih zanimljivih stvari”.
