Nature - Samsung je razvil nov tip litijevih baterij, ki omogočajo shraniti približno 80 odstotkov več energije v enako prostornino in podobno maso. O dosežku pišejo v znanstvenem članku v Nature, kar seveda pomeni, da gre za raziskovalen projekt v zelo zgodnji fazi, ki se bo mogoče zgodil čez nekaj časa, mogoče pa sploh ne v trenutni obliki.
Pri litij-ionskih baterijah med polnjenjem in praznjenjem z anode na katodo in nazaj potujejo litijevi ioni. Anoda je običajno iz grafita, v katerem so pri napolnjeni bateriji naloženi litijevi ioni, medtem ko je katoda iz kovinskega oksida. Samsungovi znanstveni so ugotovili, kako bi lahko namesto grafita v anodi uporabili silicij. To ni čisto nova ideja, a je bila doslej praktična izvedba skoraj nemogoča, saj ima silicij sitno lastnost, da se njegova prostornina med cikli polnjenja in praznjenja spreminja. To je neuporabno za majhne, neprodušno zaprte baterije, ki jih najdemo v prenosnih elektronskih napravah.
V Samsungu jim je uspelo s kombinacijo silicijevih nanodelcev in grafena to težavo premostiti. Silicijeve nanodelce so oblekli s plastjo grafena (monosloj ogljikovih atomov v enaki heksagonalni rešetki kot v grafitu), kar jim omogoča dovolj prostora, da med cikli po potrebi nabrekajo in uplahujejo.
Trenutna težava novih baterij je hitro staranje. Nove imajo 80 odstotkov več kapacitete kot klasične, po 200 ciklih pa imajo le še 50 odstotkov več kapacitete. To je prehitro staranje, ki ga bodo morali še odpraviti, da bo novost komercialno zanimiva. O ceni pa je seveda prehitro govoriti.
A misliš da je znanost oz. tehnologija igrica, kjer nekdo popravi par bitov kode in imaš kar naenkrat dvakrat več energije? Kar daj pol, zaželi si, podrgni po čarobni svetilki in puf, vsi dobimo 100x bolj vzdržljive baterije.
Koliko novic o novih baterijah, ki so oh in ah, sem že prebral, pa še vedno uporabljamo baterije iz prejšnjega tisočletja.
Samo veliko govorjenja.
Razvij svojo baterijo. Nihce ne brani. Ce ti uspe sestaviti baterijo s celicami z visoko kapaciteto, pocasnim staranjem... ti milijarde zelencev ne uidejo.
Aja...
zee
Linux: Be Root, Windows: Re Boot
Giant Amazon and Google Compute Cloud in the Sky.
>> Koliko novic o novih baterijah, ki so oh in ah, sem že prebral, pa še vedno uporabljamo baterije iz prejšnjega tisočletja.
Daleč od resnice.
Še litrska flaša vode ni nujno isto kot vsaka druga litrska flaša vode. Je razlika al se razbije ob padcu na tla al ne, a se vidi skozi steno, al je stena strupena, kolk vaga prazna, kakšne oblike je, itd.
Baterije imajo le še mnogo več pomembnih lastnosti. Ni težko izboljšati neke posamezne lastnost če lahko poslabšaš neko drugo lastnost. Težko je hkrati izboljšati baterijo kot celoto.
Na hitro, pomembne lasnosti: - energetska gostota po teži - kolk energije je v bateriji na gram teže - energetska gostota po volumnu - kolk energije je v bateriji na liter volumna - "močnostna" gostota po teži - kolk W lahko potegneš iz kilograma baterij - "močnostna" gostota po volumnu - kolk W lahko potegneš iz litra baterij - energetska učinkovitost ciklanja - kolk % izgube energije pri enem ciklu (in kako različne obremenitve pri polnenju/praznenju vplivajo na učinkovitost) - kvarnost ciklanja - kolk pade kapaciteta pri polnjenju/praznenju (in kako različne obremenitve pri polnenju/praznenju vplivajo na okvarjanje) - občutljivost na temperaturo - xyz
Te novice so tipično o izboljšanju ene izmed zgornjih lastnosti, največkrat o tretji - močnostni gostoti brez opisa detajlov i.e. kolk W dobiš iz kg baterij. Ko se zakoplješ v detajle pa zveš da je prva - kolk Wh je shranjenih, mizerna, ranga 5x manj kot trenutne celice v redni proizvodnji. če se zakoplješ še globje, zveš da bi tudi celice v trenutni proizvodnji komot imele bistveno večjo moč, če bi se zmanjšala kapaciteta.
Skratka, ogromno teh novic, so nikakršna resna novica. Resne izboljšave baterij se dogajajo inkrementalno, v laboratorijih proizvajalcev ki te napredke enostavno vgradijo v nove modele celic. In jih prodajo za realen denar. Kjer prodaja ni realna, pač ostane prazen PR in trkanje po prsih kako so podvojili kapaciteto itd.
Špica industrije je trenutno na ~250Wh/kg ob hkratnem 4,5C ie. 1kW/kg. Maš tudi 10kW/kg celice ampak so daleč pod 250Wh/kg. Različne aplikacije potrebujejo različne parametre - kakšno RC letalo al pa avtomobilski zaganjač potrebuje predvsem visoko moč, šele nato dovolj energije, zato so kakšne 50C celice bol primerne kot 5C celice. Ampak večina naprav tripa na shranjeno energjo - telefoni, itd. Vsi si želijo delovat čimdlje, max trenutna moč ni resna omejitev. Itak se max moč podvoji enstavno tako da vgradiš dvakrat večjo baterijo. Če je baterija sama po sebi dovolj majhna in lahka.
Spet traktat, ki se 99% bralcev ne bo niti dotaknil in bodo še naprej nabijali kako so novice o baterijah brezveze in da imamo enako zanič baterije kot pred 20 leti. Raje pljuvajte tiste, ki se s takimi 'dosežki' hvalijo.
Mobičuk aka Sagem rc815 je imel 800mAh NiMH baterijo. Kompatibilna LiIon baterija (i.e. enak volumen) drži 1300mAh. Ergo maš direkten, komercialen (ko se pokrajšajo vsi detajli) napredek v rangu 13/8 i.e. izboljašnje za 2/3.
S tem da bo LiIon baterija živela dlje kot je živela NiMH in cel telefon bo tehtal nekaj manj.
Mobičuk aka Sagem rc815 je imel 800mAh NiMH baterijo. Kompatibilna LiIon baterija (i.e. enak volumen) drži 1300mAh. Ergo maš direkten, komercialen (ko se pokrajšajo vsi detajli) napredek v rangu 13/8 i.e. izboljašnje za 2/3.
S tem da bo LiIon baterija živela dlje kot je živela NiMH in cel telefon bo tehtal nekaj manj.
Tezko reces temu napredek ker LiIon kemija ima vec kW/l kot NiMH
i7 2600k@4.8GHz - nV 760 - 850 EVO 250GB - 4TB FreeNAS
ASUS 1920x1080@144Hz
Vecja moc iz iste prostornine je napredek dokler primerjas isto kemijo. NiMH je zelo napredoval od zacetnih 800mAh na eni AA celici do 2000mAh in se vec danes. Poleg tega so se tudi cikli polnenj drasticno povecali.
i7 2600k@4.8GHz - nV 760 - 850 EVO 250GB - 4TB FreeNAS
ASUS 1920x1080@144Hz
2x izboljšanje v 10 letih ni veliko, sploh če primerjamo s procesorji, ki imajo 2x izboljšanje (OK, število tranzistorjev) na 2 leti. Ampak pri procesorjih je tak napredek omogočila šele široka potrošnja. Šele sedaj je do tega prišlo pri baterijah. Kakor se spomnim pred 10 leti nismo imeli veliko baterij. Fotoaparti so bili večinoma še na AA baterije, posameznik je večinoma imel samo mobitel. Danes ima vsak mobitel, prenosnik, fotič,... Čedalje več je hibridnih avtov.
Ravno iz ogromnega števila člankov lahko sklepamo, da se nam obeta ogromen napredek. Seveda je pa vedno nekaj faznega zamika. Na žalost.
NiMH je zelo napredoval od zacetnih 800mAh na eni AA celici do 2000mAh
"Na eni celici" samo po sebi ne pomeni nič. Lastnost, ki izhaja iz kemije, je voltaža in mAh na enoto teže ali volumna. Povečat kapaciteto s tem da povečaš volumen in seveda hkrati tudi težo celice, ni nobena umetnost sploh.
"Na eni celici" dobi smisel ko ji imejiš volumen - ie gledaš samo AA al pa AAA format s čimer si povedal kakšen volumen imaš v mislih. Ja, tudi NiMh je napredoval ampak že precej časa resnega napredka ni več.
2x izboljšanje v 10 letih ni veliko, sploh če primerjamo s procesorji, ki imajo 2x izboljšanje (OK, število tranzistorjev) na 2 leti.
Kolk se je v teh 10ih letih izboljšalo tvoje poznavanje sveta? Se tvoje znanje o svetu podvoji vsake dve leti ali močno zaostajaš za procesorji?
Vidiš nesmiselnost primerjave hitrosti napredka različnih zadev ali ne?
Zakaj pa ne delajo več tega in razvijejo pa standardizirajo, bi battery industry bil zelo proti temu? Zadeva je še iz časov solarnih kalkulatorjev, kolko let je to?
Napredek pri baterijah je, v primerjavi s porabo tudi, ampak majhen. IMO imam občutek, da je tehnologija v bistvu veliko bolj razvita, kot se jo nam potrošnikom prodaja. Te fabrike s napravami (tablce, telefoni, laptopi...) potrebujejo miljarde denarja, dobre baterije so dvorezni meč tukaj.
Zakaj pa ne delajo več tega in razvijejo pa standardizirajo, bi battery industry bil zelo proti temu?
Ker nima smisla. Se boš dve uri pražil na soncu za en klic? Ponavadi se telefon nosi v žepu, razen, ko greš kam jest ali na pijačo ga daš na mizo in še tam se zavlečeš v senco namesto na žgoče sonce.
Zadeva je zeeelooo poceni in se fila tudi v senci, na okenski polici, mizi, kjer odložiš zadevo. Ko greš na kavo, dajo vsi telefone na mizo. Zaprt prenosnik na mizi itn. Poznam osebo, ki si lasti prvi telefon na sliki oz. podobnega. Ne polni ga nikoli.
Se boš dve uri pražil na soncu za en klic?
Drži, če razmišljaš v smeri, da je telefon vedno čisto prazen in se čez dan sproti nič nebi polnil.
Zadeva je zeeelooo poceni in se fila tudi v senci, na okenski polici, mizi, kjer odložiš zadevo.
Dej ta "zeeelo poceni" opremi z številko v EUR. "Se fila tudi v senci, ..." pa opremi z Wh, ki so se nakapljali v baterijo v uri ležanja v senci.
Če stvar deluje še ne pomeni, da bo uporabna tudi v praksi. Standardni izgovor "učinkovitosti" sončnih celic lahko zanemarimo in tiste Wh pomnožimo s 100, in predpostavimo 100% učinkovite celice. Stvar bo žal ostala enako neuporabna.
Res je, ampak če vem da tist prvi telefon dejansko deluje in je uporabno.
Dej ta "zeeelo poceni" opremi z številko v EUR.
Nevem, vem pa pogledati, koliko cm2 celic dobiš iz kitajske, če naročiš 1000 komadov. Seveda predvidevam, da niso A-razred niti C pa D.
Uporabno je, do kakšne mere pa odvisno od načina uporabe. 40let stare celice (cassio) in nove verjetno tudi niso iste. Tudi za električne avte smo poslušali take bedarije in za dirko solarnih avtov, ki več kot očitno deluje: http://www.worldsolarchallenge.org/ Je pa tko, mercedes razvija petrol formulo za miljarde že X-let, tle na solar dirki pa ne vidim nekoga z enako velikimi budgeti.
Zgodba bi bila zanimiva, če bi se v razvoj tega vrgla enaka količina interesa in denarja, kot v marketing recimo.
Edit: Ve kdo recimo, če vojska uporablja te zadeve v Arabiji ipd. ?
Kakšna je razlika v ceni med tem telefonom in primerljivim brez celic? Je razlika >=10€? S to razliko plačaš celotno električno energijo, ki jo bo telefon bo porabil v svoji življenjski dobi in še en pošten obrok si lahko privoščiš.
Sončne celice imajo precej podoben problem kot jadrnice. Jadrnica z 10x večjim jadrom ne gre 10x hitreje, lahko se kvečjemu bol približa hitrosti vetra.
Sončne celice pa lahko iz 1m2 potegnejo samo toliko energije, kot ga pade na tist kvadratni meter. To je pa v narbol optimalnih pogojih 1400W, ta cifra pade zelo hitro na polovico ali tretjino ko grejo pogoji stran od optimuma. Pride oblak in si na 10%, senca in si na 5%. Pa ti 100% učinkovite celice dajo še vedno samo 5% od tistih 1400W oz 70W. 70W ti v celem dnevu da 700Wh energije. Normalen avto prevozi s 700Wh kake 4 km. Če vozi 'previdno'.
Vse te cifre so 'hard' fizikalna omejitev. Noben izboljšanje učinkovitosti, jada dada, jih ne bo bistveno spremenilo.
Tudi če bo avto sam po sebi 10x lažji, le 140kg namesto običajnih 1400kg bo potem ko se vanj spravite štiri osebe, tehtal 300kg več. Razlika med 1700 in 440 pa je manj kot 4x. Čelni presek in s tem zračni upor bo ostal enak ker se človek pomanjšal ne bo. Recimo da 4x nižja teža pomei 4 nižji kotalni upor. Ergo je 10x lažji avto na koncu le kako tretjino bol učinkovit. Namesto 4 km bo s tisto energijo iz kvadratnega metra sončnih celic s 100% učinkovistostjo naredu manj kot 6 km.
Še vedno povsem neuporaben nonsense. Amdahlov zakon je kurba.
To mi je kristalno jasno. Ne gre se za strošekelektrike. Avti so primer, zato kako malo denarja se vlaga v to, ne za izkoristek. Izkoristek je odvisen od tega, da (so) se miljarde vlagajo/le v fosilna goriva. Tu je v igri samo win-win za uporabnika, od nekaj več mAh na dnevni ravni nebi škodilo ali? Površine teh naprav so neizkoriščene in če imaš 4,5" pametnika je to dokaj velika površina, če grem 1x na dan na 1 uro na kavo ali plažo ali park ali zunaj delat in se mi telefon tam napolni magari samo za 10% in čez dan še vsaj 20% imam na koncu dneva 1/3 več avtonomije, neodvisnosti od polnenja. Razumem, da so nekateri cele dneve v zaprtih prostorih brez svetlobe, ampak ne vsi. Veliko nas je na terenu, avtu, kolesu, soncu čez dan in ti verjetno ni prva briga, da iščeš adapter.
Zakaj se ti zdi ideja tako neizmerno dobra?
I refuse to believe, da se to v zadnjih 40 letih ni financiralo in ni moglo razvit, do te mere, da bi bla neuporabna površina spremenjena v uporabno in podaljšala avtonomijo za pesimističnih 30% ali optimističnih 50% na dnevni ravni.
Jaz bi raje mumbojumbo z zelenim after glowom, da mi ne bi bilo potrebno polniti nobene naprave. Trenutno pa za razliko v ceni med zgornjo opcijo s celicami in navadnim telefonom raje kupim polnilec za avto in telefon priklopim ter napolnim, ko se mi zazdi.
Praksa pokaže kako "pametna" je neka ideja. Nekdo se je enkrat spomnil da bi fotoaparat vgradil v telefon. Butasta ideja 100 na uro ampak danes telefona brez fotoaparata praktično ni. Prodaja telefonov brez fotoaparata je padla blizu nule, posledično tudi proizvodnja.
Nekdo se je spomnu narest solarni polnilec za telefon. Butasta ideja 100 na uro ampak danes telefona brez solarnega polnilca ... ehm, wait.
Nekdo se je spomnu narest solarni polnilec za telefon. Butasta ideja 100 na uro ampak danes telefona brez solarnega polnilca ... ehm, wait.
Jaz te popolnoma razumem, ampak verjetno je to z razlogom, tako kot upor proti električnim avtom. Podcenjuješ vpliv petrol/batery industry profita. Dokler so delnice tam in ne tu. Telefon, ki bi imel 50% več avtonomije bi izpodpijal prodajo baterij (ki se pokvarijo največkrat zaradi total zero spraznenja, ki ga čip zabeleži, kot okvarjena baterija) in novih bolj avtonomnih naprav.
Zato sem že na začetku izpostavil, da je avtonomija dvorezni meč za masovno prodajo naprav. Moj telefon ima 4500mah 4" in ga polnim enkrat na 10 dni. Sem imel nadomestnega, ki sem ga filal vsak 2. ali 3. dan. No way stari.
Spet traktat, ki se 99% bralcev ne bo niti dotaknil in bodo še naprej nabijali kako so novice o baterijah brezveze in da imamo enako zanič baterije kot pred 20 leti. Raje pljuvajte tiste, ki se s takimi 'dosežki' hvalij
@WarpedOne Vem, da si napisal da ČE bi predvidevali da imajo celice 100% izkoristek.... toda izkoristek celic glede na moč sonca je tako nizek, da ne moreš vzet 100%. Maksimalni izkoristek iz kristalnega silicija pride nekje 24%. In moč sonca na zemlji se običajno vzame 1000W/m^2 se pravi z najboljimi celicami boš dobil na 1m^2 celic 240W. Če predpostavimo da na imaš na telefonu površino 10cm x 5cm je to 200x manjša površina od 1m^2.... se pravi 240W/200 = 1,2W...z najboljšimi celicami in to na soncu brez oblakov!! Pol pa še razmisli koliko je pametno sploh izpostavljat mobitel direktnemu soncu in nakoncu vidiš da je brezveze. + ekonomsko se ne izplača. Če rabiš za polnjenje telefona v nevemkakšnih krajih brez elektrike si raje kupi dodatni solarni polnilec.
0,5 - 2W polnilce maš, ki nafilajo telefone od 5-10ur v testih, ampak sem rekel, da ne govorimo o polnjenju iz 0, ampak do-filanju čez cel dan, kar se nabere. Tle pa držim v roki 5V*1A orginal polnilc.
Površina pa je neizkoriščena aka sparkiran avto za 8 ur na soncu.
Čist tko hipotetično, maš telefon ki ti zdrži 4 dni in bi se čez dan nafilal za pol dneva. Torej maš telefon z avtonomijo 7,5dni. Pri mojem telefonu bi to blo 20-30dni.
NiMH je zelo napredoval od zacetnih 800mAh na eni AA celici do 2000mAh
"Na eni celici" samo po sebi ne pomeni nič. Lastnost, ki izhaja iz kemije, je voltaža in mAh na enoto teže ali volumna. Povečat kapaciteto s tem da povečaš volumen in seveda hkrati tudi težo celice, ni nobena umetnost sploh.
"Na eni celici" dobi smisel ko ji imejiš volumen - ie gledaš samo AA al pa AAA format s čimer si povedal kakšen volumen imaš v mislih. Ja, tudi NiMh je napredoval ampak že precej časa resnega napredka ni več.
2x izboljšanje v 10 letih ni veliko, sploh če primerjamo s procesorji, ki imajo 2x izboljšanje (OK, število tranzistorjev) na 2 leti.
Kolk se je v teh 10ih letih izboljšalo tvoje poznavanje sveta? Se tvoje znanje o svetu podvoji vsake dve leti ali močno zaostajaš za procesorji?
Vidiš nesmiselnost primerjave hitrosti napredka različnih zadev ali ne?
Oh, ko le ne bi citiral dela objave. Primerjava s procesorji je na mestu zato, ker trdim, da je tak napredek procesorjem omogočilo šele ogromno povpraševanje. In trdim, da bo tudi napredek pri baterijah bistveno hitrejši (ne pa nujno 2x/2leti). Zametke tega vidimo -- ogromno število člankov.
PS:
Jadrnica z 10x večjim jadrom ne gre 10x hitreje, lahko se kvečjemu bol približa hitrosti vetra.
Jadrnice lahko pljujejo hitreje od vetra. 10x večje jadro in 10x večja hitrost pa zagotovo ne drži. So pa večje ladje praviloma hitrejše, mislim, da hitrost narašča s korenom dolžine. Še en zanimiv primer: Pri veslačih (skif, četverec,...) je odvisnost hitrosti od števila veslačev sedmi koren, torej v = v0*N^(1/7).
In trdim, da bo tudi napredek pri baterijah bistveno hitrejši (ne pa nujno 2x/2leti). Zametke tega vidimo -- ogromno število člankov.
Delaš osnovno napako - sklepaš po analogiji. Ki včasih drži, največkrat pa ne.
Osnovni principi pravijo, da ima Litij mejo cca 10x višje kot je trenutno komercialen nivo. In so razlogi, da se teoretične meje v praktičnem produktu ne doseže. Kolk hiter bo dejanski razvoj bomo še vidl, ni pa neke resne osnove da bi moral ubogat Moora. Osnovni principi tudi pravijo, da je litij najlažja kovina, lažje ne gre več. So še možne kombinacije, ki bi izboljšale zadevo za par faktorjev sam vseeno ne pričakuj tisočkratnega izboljšanja.
Primerjava s procesorji je na mestu zato, ker trdim, da je tak napredek procesorjem omogočilo šele ogromno povpraševanje. In trdim, da bo tudi napredek pri baterijah bistveno hitrejši (ne pa nujno 2x/2leti). Zametke tega vidimo -- ogromno število člankov.
Ne vem, če si ti sploh predstavljaš, kako enormna količina vseh možnih baterij se proizvaja trenutno. Povpraševanje za baterijami je ogromno in tako je že nekaj časa. Po tvoji logiki bi razvoj baterij že zdavnaj moral biti hitrejši od CPU-jev, pa ni tako, ker primerjaš jabolke in hruške.
Nadpovprečno število člankov o baterijah je tudi bolj individualen vtis. V bistvu jih niti ni tako veliko, jih pa je nekaj več, kot bi jih bilo treba, predvsem iz dveh razlogov: - razni raziskovalni instituti in univerze se tepejo za financiranje svojih oddelkov - novinarji prav dobro vedo, da taki članki z bombastičnimi naslovi rajo žgečkajo po podplatih.
Ljudje bi najraje videli perpetuum mobile v vsaki napravi, pa ne gre. Preberejo pa vse živo in namesto da bi razmišljali, kaj članek dejansko pomeni, se raje rajcajo na bombastične naslove in utopična pričakovanja, ki jih bebavi novinar stlači v uvodni in zaključni odstavek članka.
@WarpedOne Ne, jst sem te samo popravil in te lahko še enkrat. Ti si opisal nerealen primer(v prid sončnim celicam), jst sem pa opisal(trenutno) idealen primer. ;) Sončnih celic s 100% izkoristkom po vsej vrjetnosti sploh nikoli nebo če se gleda na 1000W/m^2 ampak to je že druga daljša tema... :) Drugače se strinjam z večino stvari, ki si jih napisal že prej... :)
Ne, jst sem te samo popravil in te lahko še enkrat. Ti si opisal nerealen primer(v prid sončnim celicam), jst sem pa opisal(trenutno) idealen primer. ;)
Pol si pa slabo bral in nisi skapiral zakaj sm se sploh šel igro idealnih pogojev - da sm pokrajšal vn jamr, kako da bo razvoj v prihodnje nekak uspel bistveno spremenit sliko. Me bo, ker tudi idealne celice majo omejitev kaj lahko in česa ne več. Da je praksa daleč od ideala pa sm predvideval da je jasno :\
2x izboljšanje v 10 letih ni veliko, sploh če primerjamo s procesorji, ki imajo 2x izboljšanje (OK, število tranzistorjev) na 2 leti.
Stvari ne moreš kar tako primerjati med sabo. Ne gre
Seveda lahko, pravzaprav *SAMO* tako lahko primerjaš, torej kako je s stvarjo v PRAKSI. Nehaj se že pretvarjati, da napredek pomeni držati isti nivo praktičnih preformans (oz. kot dobro vemo, je ta napredek celo negativen).
Ja, čezdalje manjši tranzistorji (ki so osnova moorovem zakonu, ki ni sploh zakon ampak zgol opažanje) je res direktno povezana z lastnostmi kotajla kemikalij. Ker smo sposobni izdelat čezdalje manjše tranzistorje smo jasno sposobni enako hitro mešat koktajle kemikalij ki imajo vsako leto 2x boljše lastnosti. Ja, direktna povezava. Đizs krajst, kje vas skrivajo da vas ne ukradejo ...
