Alles wat te maken heeft met energie (oogsten, opslaan, verbruik etc.) en de ontwikkelingen die daarin gebeuren.

Energie revolutie: Voorbij de grens van de huidige accu

Door Elazz op dinsdag 3 juni 2014 14:54 - Reacties (8)
Categorie: Energie, Views: 3.862

Tijdens de afgelopen jaren heeft technologie een prominente rol aangenomen in onze maatschappij. En het is met name de smartphone die op dit moment niet meer weg te denken is in het dagdagelijks leven. Maar zelfs na die technologische evolutie van mobiele apparaten is de ergernis van een snel leeglopende accu nog steeds aanwezig. Haal ik het einde van de dag is een vraag die vaak gesteld wordt bij het aanschaffen van een nieuw toestel. Een minimum waar iedere telefoon aan moet voldoen. Leeft je toestel na intensief gebruik door in de tweede dag dan spreekt men al snel van een goede batterijduur. Dit is iets waar we, naar mijn mening, helemaal anders naar moeten kijken.

Huidige evoluties

De moderne batterij bestaat nu al een paar eeuwen en telkens werd de technologie voor energieopslag verbeterd, deze moesten telkens krachtiger en praktischer worden. In consumentenelektronica wordt hedendaags de Lithium-ion accu bijna altijd gebruikt. Eigenlijk is een Li-ion accu al zo'n 20 jaar de standaard. De opslagcapaciteit en technologie is weliswaar elk jaar verbeterd. Vergelijk alleen al de fysieke grootte en de capaciteit tussen de huidige en die van pakweg tien jaar geleden. Maar de evolutie is nu op een punt gekomen dat er weinig te vernieuwen valt in deze technologie. "Waar blijft die grote doorbraak?"

Misschien ligt die doorbraak in de apparaten zelf, die telkens stroom nodig hebben om te functioneren. Ingenieurs zorgen ervoor dat hardware steeds minder energie nodig heeft om minstens hetzelfde resultaat te kunnen halen en ontwikkelaars proberen de software zo te optimaliseren dat er minder processorkracht nodig is en komen zodoende dus met vernieuwingen op andere vlakken. Draadloos laden van via de Qi-standaard, Sony's en Japan Display hun Whitemagic schermtechnologie om een hogere helderheid op hoge resolutie mogelijk te maken en indirect dus minder energie verbruikt op eenzelfde helderheid en de vorig jaar getoonde techniek door Tesla Motors om de accu's van elektrische wagens te verwisselen in 90 seconden zijn een paar voorbeelden van de evolutie in hardware die al dan niet indirect te maken hebben met de huidige realiteit van accu's.

Opbouwend op het laatstgenoemde komen verscheidene fabrikanten ook met verschillende snellaadopties voor laptops, tablets, smartphones en ook voor auto's. Want als de capaciteit van de dure Li-ion accu's niet veel hoger kan, dan maken we het voor de consumenten maar makkelijk om hun toestellen snel weer op 100% te krijgen. Vandaag, bijvoorbeeld, heeft Qualcomm de opvolger van hun snellaadtoepassing uit de doeken gedaan. Quick Charge 2.0 moet ervoor zorgen dat apparaten tot wel 75% sneller moeten laden in vergelijk met conventionele oplaadmethodes. Maar om één of andere reden, wat voor een welkome verbetering dit ook moge zijn, ziet dit er niet veelbelovend uit voor de toekomst. Maar elke evolutie telt.

Grafeen als oplossing?

Bij het schrijven van dit stuk dacht ik na over de verschillende technieken en ik herinnerde me toen een krantenartikel dat sprak over een mogelijkheid om accu's tot wel duidend keer sneller terug naar hun volle capaciteit te krijgen. Dit klinkt al een stuk veelbelovender dan onder andere Quick Charge. En een klein beetje opzoekwerk heeft me geleid bij grafeen, een enkele laag koolstofatomen waar veel potentie mee mogelijk is en misschien wel een technologische revolutie teweeg kan brengen.

Onderzoekers uit de Monash universiteit in Melbourne dachten dat door grafeen in zijn staat, een dikte van 1 atoom, te behouden deze unieke eigenschappen erbij achterhield. De extreme geleiding betekent dat het goed toegepast kan worden in batterijen. Opladen in ettelijke seconden en een verhoogde capaciteit. En nu wordt het gezien als feit dat grafeen die mogelijkheden biedt aangezien een heleboel onderzoekers van over de wereld dezelfde conclusie trekken. En dat is niet het enige dat dit zogenaamde wondermiddel kan doen. Grafeen in zonnepanelen, transistors uit grafeen maar ook zelfs camerasensoren die tot wel duizend keer gevoeliger zijn behoren tot de innovaties.

Zoveel mogelijkheden, zoveel potentie maar daar stopt het dan jammer genoeg ook. Tot op heden is er nog niets concreets mee op de markt gebracht en het zal nog wel jaren duren voordat bedrijven toepassingen kunnen produceren op grote schaal. Gelukkig zal onderzoek naar grafeen enkel toenemen na elke nieuwe ontdekking.

Eenmaal voorbij de limiet

Een smartphone die je één keer per week voor slechts een paar seconden in de lader moet steken is iets wat ik maar al te graag zou willen hebben. En dankzij de extra energie is het gebruik van holografische mogelijkheden gemeengoed geworden. Zeker gezien het feit dat ook deze technologie op het puntje staat om potten te gaan breken.

Een smartwatch dat niet geladen hoeft te worden aangezien de kinetische energie meer dan voldoende is voor de op grafeen gebaseerde accu. Een e-book dat in geen 5 jaar opgeladen hoeft te worden en telkens te gebruiken is. Echter zijn dit kleine voorbeelden.

De impact dat het op het milieu bijvoorbeeld kan hebben is vele malen groter. Auto's hoeven niet meer op fossiele brandstoffen te rijden, een onuitputtelijke gebruik van elektriciteit en dat toegankelijk voor iedereen voor een fractie van de prijs zal de levensstandaard van miljoenen mensen verbeteren en zal dan de huidige productie van energie via conventionele middelen doen vervangen.

Verder komen we ook weer een stap dichterbij zaken die we anders enkel in Science fiction films zien. En dat zullen dan zowel de positieve zaken zijn, zoals de vele nieuwe uitvindingen die je dan kunt verwachten zoals zwevende transportvoertuigen, robotontwikkeling, maar er zullen ook enkele negatieve aspecten ontstaan, die vooral te maken zullen hebben met de overdaad aan persoonlijke informatie dat beschikbaar zal zijn vanwege technologie.

Desalniettemin ben ik nieuwsgierig naar de ontwikkelingen en zal ik blijven nadenken en fantaseren over de toepassingen die we kunnen verwachten eenmaal we voorbij deze energiebarrière zitten.