Spraymaling forvandler keramiske fliser til et batteri. Foto med tilladelse fra Rice University
Indtil for en uge siden havde mit forhold til batterier været rent prosaisk. Jada, jeg opladede mobiltelefon- og laptopbatterier hver aften, men uden mere overvejelser end at børste mine tænder eller springe forbi Jay Lenos monolog.
Så kom Derecho fra 2012, og jeg, som millioner af andre amerikanere, mistede magten i dage, der syntes som uger. Og jeg, som så mange andre, bukkede under for safthysteri, en besættelse med at sætte krav på arbejdssteder på offentlige steder - Starbucks, biblioteker, madcenter for indkøbscentre - så vi kunne bringe vores enheder til live igen.
I dag har jeg magt igen. Jeg har også en langt dybere forståelse for alle elektrokemiske ting. Fordi i den verden, vi lever nu, er batteriets levetid en meget stor aftale, uanset om det er at holde os tilsluttet i det daglige eller nøglen til fremtiden for elektriske køretøjer og vedvarende energi.
Som det viste sig, var sidste uge en vigtig enhed for batterier. Dagen før stormen, der lammede Washington, blev der offentliggjort en undersøgelse i Nature Scientific Reports, der afslørede, at et arbejdsbatteri var blevet skabt ved simpelthen at spraymale en overflade. Det er rigtigt, magt fra maling.
Svært at tro? Her er, hvordan et team af forskere ved Rice University i Texas gjorde det. De omdannede til væsker de fem komponenter i et lithiumionbatteri - en positiv strømopsamler, en negativ strømopsamler, en katode, en anode og en separator - og sprøjtede derefter hver, i ekstremt tynde lag, over en række overflader. De malede badeværelse fliser. De malede glas og rustfrit stål. De malede fleksibel film. De malede et keramisk ølkrus. Alle var i stand til at bære et gebyr.
De tilsluttede endda badeværelse fliserne til en solcelle. De var i stand til at holde et LED-display - det stavede RICE - lysende i seks timer.
Vi er stadig langt væk fra, at du kan oplade din smarttelefon med et ølkrus, men dette kan være en spiludveksler med hensyn til at åbne op for alle mulige nye måder at lagre energi på. Og det kan være en velsignelse for solenergi som en kilde til energi i vores hjem.
Som Neelam Singh, en af Rice-forskerne udtrykte det, "Du kan forvandle dit hjem til et batteri."
Et Edison comeback?
Også i sidste uge annoncerede forskere ved Stanford, at de har givet nyt liv til det nikkeljernsbatteri, som Thomas Edison engang håbede, ville drive biler. For ca. 100 år siden var Edison en stor tro på elbiler. Men batterier dengang var ikke op til jobbet, så han mistede sin ven Henry Ford og hans gasdrevne motor.
Problemet med disse nikkeljernsbatterier var, at de var smertefuldt langsomme med at oplade og udlade. Men Stanford-gruppen, der bruger nanoteknologi snarere end blot at blande nikkel og jern, har været i stand til at få batteriet til at fungere 1.000 gange hurtigere end den gamle version. Det tog kun to minutter at oplade et lille prototype-batteri.
Nikkeljernsbatterier er ikke stærke nok til at drive dagens elbiler, men hvis de kombineres med den lithiumion-model, der nu bruges, kan de dramatisk reducere den tid, der kræves for at oplade et elektrisk køretøj, hvilket nu tager timer. Denne opsætning kunne også give et køretøj mulighed for faktisk at fange den energi, der blev oprettet, når du anvendte bremserne. Og den hurtige udladningshastighed ville gøre det lettere for en bil at accelerere.
Samtidig er IBM blandt flere virksomheder, der tager den frygtede rækkevidde-angst - frygt for, at din elbil er tør for juice midt i intetsteds. Den typiske rækkevidde nu er 100 miles pr. Ladning. Men IBM sigter mod at hæve det til 500 miles ved at forfine det, der er kendt som et lithiumluftbatteri.
I stedet for at have ilt indbygget i batteriet, ville lithiumluftmodeller generere strøm ved at indtage ilt fra udeluften. Det ville gøre dem betydeligt mindre og lettere end de lithium-ion-batterier, der nu bruges.
IBM har været i stand til at få konceptet til at arbejde i et laboratorium. Men tid til en reality check. Det vil sandsynligvis vare mindst yderligere 10 år, før det kan fungere i en bil.
Hvem ved, på det tidspunkt kan du muligvis oplade din bil med din spraymalet postkasse, som uden tvivl har brug for en ny grund til at være det.
Opladning
Her er nyere nyheder om batterier:
- Skæring af ledningen: Det er kun et spørgsmål om tid, før ejerne af elbiler ikke behøver at tilslutte deres biler for at oplade. I stedet kan de gøre det trådløst ved at parkere over måtter, der udfører arbejdet.
- Læg det i banken: En kæmpe bank af batterier, der er installeret i nærheden af sporene, er begyndt at spare Philadelphia's metro-system mange penge. Den fanger energi oprettet, når tog bremser ned på en station og sætter den tilbage på linjen for at hjælpe dem med at accelerere.
- Jeg bærer kroppen elektrisk: To ingeniører fra University of South Carolina var i stand til at omdanne en butikskøbt T-shirt til stof, der kunne opbevare en elektrisk ladning.
- Den langsomme kørsel til frihed: indsatte i et fængsel i Brasilien kan reducere deres domme med en dag i hver 16 timer, de kører på en stationær cykel, der oplader batterier. Deres trækning giver gadelygter i en nærliggende by.
- At give udtrykket "knapsnæse" en ny betydning: Og nu er ulempen med batteribommen: Ifølge en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Pediatrics, antallet af børn, der går til akutte rum efter at have slugt de små knapbatterier - eller stukket dem i deres næse eller ører - er fordoblet i de sidste 20 år.
Videobonus Her er en lille eksplosion fra fortiden, da tv-reklamer tog på sig udfordringen med at prøve at gøre batterier sjove.
Mere fra Smithsonian.com:
Vil høje gaspriser Jolt Electric Cars?
