Spraymaling gjør keramiske fliser til et batteri. Foto med tillatelse fra Rice University
Inntil for en uke siden hadde forholdet mitt til batterier vært rent prosaisk. Jada, jeg ladet mobiltelefon- og bærbare batterier hver natt, men uten mer overlegg enn å pusse tennene eller hoppe forbi Jay Lenos monolog.
Så kom Derecho fra 2012, og jeg, som millioner av andre amerikanere, mistet makten i dager som virket som uker. Og jeg, som så mange andre, bukket under for juicehysteri, en besettelse av å gjøre krav på arbeidssteder på offentlige steder - Starbucks, biblioteker, matbutikker for kjøpesenter - slik at vi kunne bringe enhetene våre til live igjen.
I dag har jeg makt igjen. Jeg har også en langt dypere forståelse for alle elektrokjemiske ting. For i den verden vi nå lever, er batterilevetiden en veldig stor avtale, enten det er for å holde oss koblet i det daglige eller nøkkelen til fremtiden for elektriske kjøretøyer og fornybar energi.
Som det viste seg, var forrige uke en betydelig batteri. Dagen før uværet som forkrøplet Washington, ble en studie publisert i Nature Scientific Reports som avslørte at et arbeidsbatteri hadde blitt opprettet ganske enkelt ved å spraymalte en overflate. Det er riktig, kraft fra maling.
Vanskelig å tro? Slik gjorde et team av forskere ved Rice University i Texas det. De konverterte til væsker de fem komponentene i et litiumionbatteri - en positiv strømkollektor, en negativ strømkollektor, en katode, en anode og en separator - og sprayet deretter hver, i ekstremt tynne lag, over en rekke overflater. De malte baderomsfliser. De malte glass og rustfritt stål. De malte fleksibel film. De malte et keramisk ølkrus. Alle var i stand til å ta et gebyr.
De koblet til og med baderomsfliser til en solcelle. De var i stand til å holde et LED-display - det stavet ut RICE - glødende i seks timer.
Vi er fremdeles langt unna at du kan lade smarttelefonen din med et ølkrus, men dette kan være en spillveksler når det gjelder å åpne for alle slags nye måter å lagre energi på. Og det kan være en velsignelse for solenergi som en energikilde i hjemmene våre.
Som Neelam Singh, en av forskerne fra Rice sa det, "Du kan gjøre hjemmet ditt til et batteri."
Et Edison-comeback?
Også forrige uke kunngjorde forskere ved Stanford at de har gitt nytt liv til nikkeljernsbatteriet som Thomas Edison en gang håpet at skulle drive biler. For omtrent 100 år siden var Edison en stor tro på elektriske biler. Men batteriene den gang var ikke opp til jobben, så han mistet bort til vennen Henry Ford og hans bensindrevne motor.
Problemet med nikkeljernsbatteriene var at de smertelig var sene med å lade og tømme. Men Stanford-gruppen, som bruker nanoteknologi i stedet for bare å blande nikkel og jern, har klart å få batteriet til å fungere 1000 ganger raskere enn den gamle versjonen. Det tok bare to minutter å lade et lite prototypebatteri.
Nikkeljernsbatterier er ikke sterke nok til å drive dagens elbiler, men hvis de kombineres med litiumion-modellen som nå brukes, kan de dramatisk redusere tiden som kreves for å lade et elektrisk kjøretøy, som nå tar timer. Dette oppsettet kan også tillate at et kjøretøy faktisk fanger opp energien som ble opprettet når du bremser. Og den raske utladningshastigheten ville gjøre det lettere for en bil å akselerere.
Samtidig er IBM blant flere selskaper som tar på seg den fryktede rekkeviddeangsten - frykten for at den elektriske bilen din går tom for juice midt i ingensteds. Det typiske området nå er 100 miles per lading. Men IBM tar sikte på å øke dette til 500 mil ved å foredle det som er kjent som et litiumluftbatteri.
I stedet for å ha oksygen innebygd i batteriet, ville litiumluftmodeller generere strøm ved å ta inn oksygen fra uteluften. Det vil gjøre dem betydelig mindre og lettere enn litiumionbatteriene som nå brukes.
IBM har kunnet få konseptet til å fungere i et laboratorium. Men tid for en reality sjekk. Det vil sannsynligvis gå minst ytterligere ti år før det kan fungere i en bil.
Hvem vet, da kan det hende du kan lade bilen din med den spraymalte postkassen, som uten tvil vil trenge en ny grunn til å være det.
Lader opp
Her er nyere nyheter om batterier:
- Kutting av ledningen: Det er bare et spørsmål om tid før eiere av elektriske biler ikke trenger å koble til bilene sine for å lade opp. I stedet vil de kunne gjøre det trådløst ved å parkere over matter som gjør jobben.
- Sett det i banken: En gigantisk bank med batterier som er installert nær sporene, har begynt å spare Filadelfys t-banesystem mye penger. Den fanger opp energi skapt når tog bremser ned på en stasjon og setter den tilbake på linjen for å hjelpe dem med å akselerere.
- Jeg bruker kroppen elektrisk: To ingeniører fra University of South Carolina var i stand til å gjøre en kjøpt T-skjorte kjøpt til stoff som kunne lagre en elektrisk ladning.
- Den langsomme turen til frihet: Innsatte i et fengsel i Brasil kan redusere strafferammen med en dag i hver 16. time de sykler på stasjonær sykkel som lader batterier. Deres tråkkraft gir gatelys i en by i nærheten.
- Gi ny mening til begrepet "knappesnese": Og nå er ulempen med batteribommen: I følge en studie publisert i tidsskriftet Pediatrics, antallet barn som skal til akuttmottak etter å ha svelget de små knappebatteriene - eller stukket dem i nese eller ører - har doblet seg de siste 20 årene.
Videobonus Her er en liten eksplosjon fra fortiden, da TV-reklamefilmer tok på seg utfordringen med å prøve å gjøre batterier morsomme.
Mer fra Smithsonian.com:
Vil høye bensinpriser Jolt Electric Cars?
