ABOUT THE SPEAKER
Donald Sadoway - Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal."

Why you should listen

The problem at the heart of many sustainable-energy systems: How to store power so it can be delivered to the grid all the time, day and night, even when the wind's not blowing and the sun's not shining? At MIT, Donald Sadoway has been working on a grid-size battery system that stores energy using a three-layer liquid-metal core. With help from fans like Bill Gates, Sadoway and two of his students have spun off the Liquid Metals Battery Corporation (LMBC) to bring the battery to market.

More profile about the speaker
Donald Sadoway | Speaker | TED.com
TED2012

Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Дональд Садовэй: Недостающее звено на пути к возобновляемой энергии

Filmed:
2,374,649 views

Что важнее всего для использования альтернативных источников энергии, таких как солнце и ветер? Возможность её накопления и последующего использования, даже когда солнца не видно и ветер не дует. В своём простом и вдохновенном выступлении Дональд Садовэй рисует на школьной доске будущее больших аккумуляторов для хранения возобновляемой энергии. Его словами: «Нам нужно по-другому подойти к проблеме. Нужно мыслить масштабно. Нужно мыслить экономично».
- Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal." Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
The electricityэлектричество poweringподача питания the lightsогни in this theaterтеатр
0
0
3000
Электроэнергия для освещения этого зала
00:18
was generatedгенерироваться just momentsмоменты agoтому назад.
1
3000
3000
была произведена всего несколько секунд назад.
00:21
Because the way things standстоять todayCегодня,
2
6000
3000
Потому что дела сегодня обстоят так,
00:24
electricityэлектричество demandспрос mustдолжен be in constantпостоянная balanceбаланс
3
9000
3000
что спрос и предложение электроэнергии
00:27
with electricityэлектричество supplyпоставка.
4
12000
3000
должны находиться в постоянном равновесии.
00:30
If in the time that it tookвзял me to walkходить out here on this stageсцена,
5
15000
3000
Если бы за время, что мне понадобилось для выхода на сцену,
00:33
some tensдесятки of megawattsмегаватта of windветер powerмощность
6
18000
3000
десятки мегаватт энергии ветра
00:36
stoppedостановился pouringзаливка into the gridсетка,
7
21000
3000
не попали в энергосистему,
00:39
the differenceразница would have to be madeсделал up
8
24000
2000
разницу нужно было бы тут же покрыть
00:41
from other generatorsгенераторы immediatelyнемедленно.
9
26000
4000
за счёт других источников.
00:45
But coalкаменный уголь plantsрастения, nuclearядерной plantsрастения
10
30000
3000
Но ни угольная, ни ядерная электростанции
00:48
can't respondотвечать fastбыстро enoughдостаточно.
11
33000
2000
не способны так быстро реагировать.
00:50
A giantгигант batteryаккумулятор could.
12
35000
2000
А вот большой аккумулятор смог бы.
00:52
With a giantгигант batteryаккумулятор,
13
37000
2000
С помощью большого аккумулятора
00:54
we'dмы б be ableв состоянии to addressадрес the problemпроблема of intermittencyпрерывистость
14
39000
3000
мы смогли бы решить проблему перебоев в подаче энергии,
00:57
that preventsпредотвращает windветер and solarсолнечный
15
42000
2000
не позволяющих сегодня солнцу и ветру
00:59
from contributingспособствуя to the gridсетка
16
44000
2000
на равных с углём, газом и ядерной энергией
01:01
in the sameодна и та же way that coalкаменный уголь, gasгаз and nuclearядерной do todayCегодня.
17
46000
4000
участвовать в энергосистеме.
01:05
You see, the batteryаккумулятор
18
50000
2000
Видите ли, аккумулятор —
01:07
is the keyключ enablingчто позволяет deviceустройство here.
19
52000
3000
это ключевой помощник.
01:10
With it, we could drawпривлечь electricityэлектричество from the sunсолнце
20
55000
3000
С его помощью мы могли бы пользоваться энергией солнца,
01:13
even when the sunсолнце doesn't shineблеск.
21
58000
2000
даже когда оно не светит.
01:15
And that changesизменения everything.
22
60000
3000
И это всё меняет.
01:18
Because then renewablesвозобновляемые источники энергии
23
63000
2000
Потому что тогда возобновляемая энергия —
01:20
suchтакие as windветер and solarсолнечный
24
65000
2000
ветер и солнечный свет —
01:22
come out from the wingsкрылья,
25
67000
2000
выйдут из тени
01:24
here to centerцентр stageсцена.
26
69000
2000
и займут центральное место.
01:26
TodayCегодня I want to tell you about suchтакие a deviceустройство.
27
71000
3000
Сегодня я хочу рассказать вам про такое устройство.
01:29
It's calledназывается the liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор.
28
74000
2000
Оно называется жидкометаллический аккумулятор.
01:31
It's a newновый formформа of energyэнергия storageместо хранения
29
76000
2000
Это новый тип энергонакопителя,
01:33
that I inventedизобрел at MITMIT
30
78000
3000
изобретённый мной в MIT
01:36
alongвдоль with a teamкоманда of my studentsстуденты
31
81000
2000
в сотрудничестве с группой
01:38
and post-docsпост-документы.
32
83000
2000
студентов и докторантов.
01:40
Now the themeтема of this year'sгоду TEDТЕД ConferenceКонференция is FullПолный SpectrumСпектр.
33
85000
3000
В этом году TED назвал свою конференцию «Полный спектр».
01:43
The OEDКДИ definesопределяет spectrumспектр
34
88000
3000
Оксфордский словарь английского языка вот так определяет слово «спектр»:
01:46
as "The entireвсе rangeассортимент of wavelengthsДлины волн
35
91000
3000
«Полный набор волн
01:49
of electromagneticэлектромагнитный radiationизлучение,
36
94000
2000
электромагнитного излучения,
01:51
from the longestсамый длинный radioрадио wavesволны to the shortestсамый короткий gammaгамма raysлучи
37
96000
3000
начиная с самых длинных радиоволн до кратчайших гамма-лучей,
01:54
of whichкоторый the rangeассортимент of visibleвидимый lightлегкий
38
99000
3000
где видимый свет является
01:57
is only a smallмаленький partчасть."
39
102000
2000
лишь малой частью».
01:59
So I'm not here todayCегодня only to tell you
40
104000
2000
Поэтому сегодня я не только расскажу
02:01
how my teamкоманда at MITMIT has drawnвничью out of natureприрода
41
106000
3000
как наша группа в MIT использовала природу
02:04
a solutionрешение to one of the world'sв мире great problemsпроблемы.
42
109000
3000
для решения одной из серьёзных мировых проблем.
02:07
I want to go fullполный spectrumспектр and tell you how,
43
112000
3000
Я хочу использовать весь спектр,
02:10
in the processобработать of developingразвивающийся
44
115000
2000
чтобы рассказать как в процессе разработки
02:12
this newновый technologyтехнологии,
45
117000
2000
этой новой технологии мы столкнулись
02:14
we'veмы в uncoveredнепокрытый some surprisingудивительный heterodoxiesинакомыслящих
46
119000
3000
с удивительными неординарными идеями,
02:17
that can serveобслуживать as lessonsзанятия for innovationинновация,
47
122000
3000
которые могут служить примерами инновации,
02:20
ideasидеи worthстоимость spreadingраспространение.
48
125000
3000
идеями, достойными распространения.
02:23
And you know,
49
128000
2000
И если мы хотим вытащить нашу страну
02:25
if we're going to get this countryстрана out of its currentтекущий energyэнергия situationситуация,
50
130000
4000
из сложившейся энергетической ситуации,
02:29
we can't just conserveконсервировать our way out;
51
134000
3000
на одной только экономии,
02:32
we can't just drillдрель our way out;
52
137000
3000
на новых нефтяных скважинах,
02:35
we can't bombбомбить our way out.
53
140000
2000
или на постоянных бомбёжках далеко не уедешь.
02:37
We're going to do it the old-fashionedстаромодный Americanамериканский way,
54
142000
2000
Мы прибегнем к старому доброму американскому способу —
02:39
we're going to inventвыдумывать our way out,
55
144000
2000
мы вместе изобретём
02:41
workingза работой togetherвместе.
56
146000
2000
новое решение.
02:43
(ApplauseАплодисменты)
57
148000
3000
(Аплодисменты)
02:46
Now let's get startedначал.
58
151000
2000
Приступим.
02:48
The batteryаккумулятор was inventedизобрел about 200 yearsлет agoтому назад
59
153000
3000
Батарею изобрёл 200 лет назад
02:51
by a professorпрофессор, AlessandroAlessandro VoltaВольта,
60
156000
2000
Алессандро Вольта,
02:53
at the UniversityУниверситет of PaduaПадуя in ItalyИталия.
61
158000
3000
профессор Падуанского университета в Италии.
02:56
His inventionизобретение gaveдал birthрождение to a newновый fieldполе of scienceнаука,
62
161000
2000
Его изобретение положило начало новому направлению в науке —
02:58
electrochemistryэлектрохимия,
63
163000
2000
электрохимии,
03:00
and newновый technologiesтехнологии
64
165000
2000
и новым технологиям,
03:02
suchтакие as electroplatingгальванопокрытие.
65
167000
2000
таким как гальванотехника.
03:04
Perhapsвозможно overlookedупускать из виду,
66
169000
2000
Недооценённым в изобретении батареи
03:06
Volta'sВольта inventionизобретение of the batteryаккумулятор
67
171000
2000
Алессандром Вольта
03:08
for the first time alsoтакже
68
173000
2000
осталось то, что оно впервые
03:10
demonstratedпродемонстрировал the utilityутилита of a professorпрофессор.
69
175000
2000
продемонстрировало пользу профессуры.
03:12
(LaughterСмех)
70
177000
2000
(Смех)
03:14
UntilДо VoltaВольта, nobodyникто could imagineпредставить
71
179000
2000
До Вольта никто даже представить себе не мог,
03:16
a professorпрофессор could be of any use.
72
181000
3000
что профессора на что-то годны.
03:19
Here'sВот the first batteryаккумулятор --
73
184000
3000
Вот она — первая батарея:
03:22
a stackстек of coinsмонеты, zincцинк and silverСеребряный,
74
187000
3000
стопка монет, цинк и серебро,
03:25
separatedотделенный by cardboardкартон soakedмоченый in brineрассол.
75
190000
2000
разделённые замоченной в рассоле картонкой.
03:27
This is the startingначало pointточка
76
192000
2000
Это — отправная точка
03:29
for designingпроектирование a batteryаккумулятор --
77
194000
2000
в конструкции батареи:
03:31
two electrodesэлектроды,
78
196000
2000
два электрода,
03:33
in this caseдело metalsметаллы of differentдругой compositionсостав,
79
198000
2000
в данном случае — металлы разного состава,
03:35
and an electrolyteэлектролит,
80
200000
2000
и электролит,
03:37
in this caseдело saltповаренная соль dissolvedрастворенный in waterводы.
81
202000
2000
в данном случае — растворённая в воде соль.
03:39
The scienceнаука is that simpleпросто.
82
204000
2000
Такая вот простая наука.
03:41
Admittedlyпо общему признанию, I've left out a fewмало detailsДетали.
83
206000
4000
За исключением нескольких опущенных мной деталей.
03:45
Now I've taughtучил you
84
210000
2000
Я объяснил вам,
03:47
that batteryаккумулятор scienceнаука is straightforwardпростой
85
212000
2000
что основы науки о батареях просты
03:49
and the need for grid-levelСетка уровня storageместо хранения
86
214000
2000
и доказал, что есть необходимость
03:51
is compellingнеотразимый,
87
216000
2000
создания накопителя для энергосистемы.
03:53
but the factфакт is
88
218000
2000
Но проблема в том,
03:55
that todayCегодня there is simplyпросто no batteryаккумулятор technologyтехнологии
89
220000
3000
что на сегодняшний день не существует технологии,
03:58
capableспособный of meetingвстреча
90
223000
2000
которая дала бы нам аккумулятор,
04:00
the demandingтребовательный performanceпредставление requirementsтребования of the gridсетка --
91
225000
4000
способный удовлетворить высоким требованиям энергосистемы,
04:04
namelyа именно uncommonlyнеобыкновенно highвысокая powerмощность,
92
229000
2000
таким как большая мощность,
04:06
long serviceоказание услуг lifetimeпродолжительность жизни
93
231000
2000
долгий срок службы
04:08
and super-lowсверхнизко costСтоимость.
94
233000
2000
и очень низкая себестоимость.
04:10
We need to think about the problemпроблема differentlyиначе.
95
235000
3000
Нам нужно по-другому подойти к проблеме.
04:13
We need to think bigбольшой,
96
238000
2000
Нужно мыслить масштабно.
04:15
we need to think cheapдешево.
97
240000
2000
Нужно мыслить экономично.
04:17
So let's abandonотказаться от the paradigmпарадигма
98
242000
2000
Давайте отложим в сторону подход по поиску
04:19
of let's searchпоиск for the coolestкрутая chemistryхимия
99
244000
3000
самого прогрессивного химического соединения
04:22
and then hopefullyс надеждой we'llЧто ж chaseгнаться down the costСтоимость curveкривая
100
247000
2000
и его дальнейшего массового производства
04:24
by just makingизготовление lots and lots of productпродукт.
101
249000
3000
в целях снижения себестоимости нашего продукта.
04:27
InsteadВместо, let's inventвыдумывать
102
252000
2000
Давайте лучше приведём наше изобретение
04:29
to the priceцена pointточка of the electricityэлектричество marketрынок.
103
254000
3000
в соответствие с ценами на рынке электроэнергии.
04:32
So that meansозначает
104
257000
2000
Получится, что некоторые элементы
04:34
that certainопределенный partsчасти of the periodicпериодический tableТаблица
105
259000
2000
периодической таблицы нельзя использовать
04:36
are axiomaticallyаксиоматически off-limitsзапрещенный.
106
261000
2000
по определению.
04:38
This batteryаккумулятор needsпотребности to be madeсделал
107
263000
2000
Наш аккумулятор должен состоять
04:40
out of earth-abundantна землю в изобилии elementsэлементы.
108
265000
2000
из элементов, которых много в природе.
04:42
I say, if you want to make something dirtгрязь cheapдешево,
109
267000
3000
Как говорится, хочешь, чтобы что-то стоило дешевле пареной репы,
04:45
make it out of dirtгрязь --
110
270000
2000
сделай это из пареной репы.
04:47
(LaughterСмех)
111
272000
2000
(Смех)
04:49
preferablyпредпочтительно dirtгрязь
112
274000
2000
А ещё лучше, если репа
04:51
that's locallyв местном масштабе sourcedSourced.
113
276000
3000
выращена тут же по соседству.
04:54
And we need to be ableв состоянии to buildстроить this thing
114
279000
3000
Нам нужно соорудить эту штуку
04:57
usingс помощью simpleпросто manufacturingпроизводство techniquesметоды and factoriesзаводы
115
282000
3000
с помощью простых технологий на производстве,
05:00
that don't costСтоимость us a fortuneсостояние.
116
285000
3000
которое не обойдётся нам в целое состояние.
05:04
So about sixшесть yearsлет agoтому назад,
117
289000
2000
Таким образом, шесть лет назад
05:06
I startedначал thinkingмышление about this problemпроблема.
118
291000
2000
я начал размышлять над этой проблемой.
05:08
And in orderзаказ to adoptпринять a freshсвежий perspectiveперспективы,
119
293000
3000
В поисках свежих решений я обратился к областям науки,
05:11
I soughtискать inspirationвдохновение from beyondза the fieldполе of electricityэлектричество storageместо хранения.
120
296000
4000
не связанным с проблемами хранения электричества.
05:15
In factфакт, I lookedсмотрел to a technologyтехнологии
121
300000
3000
Моё внимание привлекла технология,
05:18
that neitherни storesмагазины norни generatesгенерирует electricityэлектричество,
122
303000
3000
которая не имеет отношения ни к хранению, ни к производству электричества.
05:21
but insteadвместо consumesистребляют electricityэлектричество,
123
306000
2000
Эта технология, напротив, потребляет электроэнергию
05:23
hugeогромный amountsсуммы of it.
124
308000
2000
в огромных количествах.
05:25
I'm talkingговорящий about the productionпроизводство of aluminumалюминий.
125
310000
4000
Я говорю о производстве алюминия.
05:29
The processобработать was inventedизобрел in 1886
126
314000
2000
Этот процесс был изобретён в 1886-м году
05:31
by a coupleпара of 22-year-olds-летний дети --
127
316000
2000
двумя молодыми людьми 22-х лет:
05:33
Hallзал in the Unitedобъединенный Statesсостояния and HeroultЭра in FranceФранция.
128
318000
3000
Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции.
05:36
And just a fewмало shortкороткая yearsлет followingследующий theirих discoveryоткрытие,
129
321000
3000
И всего несколько лет спустя после их открытия
05:39
aluminumалюминий changedизменено
130
324000
2000
алюминий превратился из драгоценного металла,
05:41
from a preciousдрагоценный metalметалл costingстоимость as much as silverСеребряный
131
326000
3000
по стоимости равного серебру,
05:44
to a commonобщий structuralструктурный materialматериал.
132
329000
3000
в обыденный строительный материал.
05:47
You're looking at the cellклетка houseдом of a modernсовременное aluminumалюминий smelterплавильная печь.
133
332000
3000
Перед вами цех электролиза современного завода по производству алюминия.
05:50
It's about 50 feetноги wideширокий
134
335000
2000
Это помещение шириной в 15 метров
05:52
and recedesотступает about halfполовина a mileмили --
135
337000
2000
и уходящее вглубь на 800 метров.
05:54
rowряд after rowряд of cellsячейки
136
339000
3000
Вы видите ряды электролизных ванн,
05:57
that, insideвнутри, resembleпоходить Volta'sВольта batteryаккумулятор,
137
342000
3000
внутри очень похожих на батарею Вольта,
06:00
with threeтри importantважный differencesразличия.
138
345000
2000
но с тремя серьёзными отличиями.
06:02
Volta'sВольта batteryаккумулятор worksработает at roomкомната temperatureтемпература.
139
347000
3000
Батарея Вольта работает при комнатной температуре,
06:05
It's fittedустановлены with solidтвердый electrodesэлектроды
140
350000
3000
внутри у неё твердые электроды,
06:08
and an electrolyteэлектролит that's a solutionрешение of saltповаренная соль and waterводы.
141
353000
3000
а электролитом служит водно-солевой раствор.
06:11
The Hall-HeroultХолл-Эра cellклетка
142
356000
2000
Электролизер Холла-Эру
06:13
operatesработает at highвысокая temperatureтемпература,
143
358000
2000
работает при высоких температурах,
06:15
a temperatureтемпература highвысокая enoughдостаточно
144
360000
2000
настолько высоких,
06:17
that the aluminumалюминий metalметалл productпродукт is liquidжидкость.
145
362000
2000
чтобы полученный алюминий оставался жидким.
06:19
The electrolyteэлектролит
146
364000
2000
Электролитом служит
06:21
is not a solutionрешение of saltповаренная соль and waterводы,
147
366000
2000
не водно-солевой раствор,
06:23
but ratherскорее saltповаренная соль that's meltedплавленый.
148
368000
2000
а расплавленная соль.
06:25
It's this combinationсочетание of liquidжидкость metalметалл,
149
370000
2000
И вот это сочетание жидкого металла,
06:27
moltenрасплавленный saltповаренная соль and highвысокая temperatureтемпература
150
372000
3000
расплавленной соли и высокой температуры
06:30
that allowsпозволяет us to sendОтправить highвысокая currentтекущий throughчерез this thing.
151
375000
4000
позволяет пропускать через него ток.
06:34
TodayCегодня, we can produceпроизводить virginдевственница metalметалл from oreруды
152
379000
3000
Сегодня мы можем получать чистый металл
06:37
at a costСтоимость of lessМеньше than 50 centsцентов a poundфунт.
153
382000
3000
из руды по цене 50 центов за фунт.
06:40
That's the economicэкономической miracleчудо
154
385000
2000
Это — экономическое чудо
06:42
of modernсовременное electrometallurgyэлектрометаллургия.
155
387000
2000
современной электрометаллургии.
06:44
It is this that caughtпойманный and heldРучной my attentionвнимание
156
389000
3000
Именно это привлекло моё внимание до такой степени,
06:47
to the pointточка that I becameстал obsessedодержимый with inventingизобретая a batteryаккумулятор
157
392000
4000
что я стал одержим идеей создания батареи,
06:51
that could captureзахватить this giganticгигантский economyэкономика of scaleмасштаб.
158
396000
4000
которая использовала бы преимущества эффекта масштаба.
06:55
And I did.
159
400000
2000
И у меня получилось.
06:57
I madeсделал the batteryаккумулятор all liquidжидкость --
160
402000
3000
Я создал полностью жидкую батарею:
07:00
liquidжидкость metalsметаллы for bothи то и другое electrodesэлектроды
161
405000
2000
оба электрода из жидких металлов
07:02
and a moltenрасплавленный saltповаренная соль for the electrolyteэлектролит.
162
407000
2000
и расплавленная соль в качестве электролита.
07:04
I'll showпоказать you how.
163
409000
3000
Сейчас покажу.
07:24
So I put low-densityнизкая плотность
164
429000
3000
Сверху я поместил жидкий металл
07:27
liquidжидкость metalметалл at the topВверх,
165
432000
4000
низкой плотности,
07:31
put a high-densityвысокая плотность liquidжидкость metalметалл at the bottomдно,
166
436000
6000
снизу — жидкий металл высокой плотности,
07:37
and moltenрасплавленный saltповаренная соль in betweenмежду.
167
442000
3000
а между ними — расплавленная соль.
07:43
So now,
168
448000
2000
А как теперь
07:45
how to chooseвыберите the metalsметаллы?
169
450000
3000
выбрать подходящие металлы?
07:48
For me, the designдизайн exerciseупражнение
170
453000
2000
Любое проектирование
07:50
always beginsначинается here
171
455000
2000
для меня всегда начинается
07:52
with the periodicпериодический tableТаблица,
172
457000
2000
с периодической таблицы,
07:54
enunciatedпровозглашенный by anotherдругой professorпрофессор,
173
459000
2000
разработанной другим профессором,
07:56
DimitriDimitri MendeleyevМенделеев.
174
461000
2000
Дмитрием Менделеевым.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
Всё в природе
08:00
is madeсделал of some combinationсочетание
176
465000
2000
состоит из комбинации элементов,
08:02
of what you see depictedизображенный here.
177
467000
3000
представленных здесь.
08:05
And that includesвключает our ownсвоя bodiesтела.
178
470000
2000
Включая наши собственные тела.
08:07
I recallотзыв the very momentмомент one day
179
472000
3000
Я хорошо помню тот момент,
08:10
when I was searchingпоиск for a pairпара of metalsметаллы
180
475000
3000
когда в поисках пары металлов,
08:13
that would meetвстретить the constraintsограничения
181
478000
2000
которые бы отвечали заданным параметрам —
08:15
of earthЗемля abundanceизобилие,
182
480000
2000
природное изобилие,
08:17
differentдругой, oppositeнапротив densityплотность
183
482000
3000
различная, противоположная плотность
08:20
and highвысокая mutualвзаимное reactivityреактивность.
184
485000
2000
и высокая взаимная реактивность,
08:22
I feltпочувствовал the thrillвозбуждение of realizationреализация
185
487000
2000
я вдруг понял,
08:24
when I knewзнал I'd come uponна the answerответ.
186
489000
3000
что нашёл решение проблемы.
08:29
Magnesiumмагниевый for the topВверх layerслой.
187
494000
3000
Магний — для верхнего слоя.
08:32
And antimonyсурьма
188
497000
2000
И сурьма —
08:34
for the bottomдно layerслой.
189
499000
3000
для нижнего слоя.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
Знаете, какое самое большое преимущество
08:39
one of the greatestвеличайший benefitsвыгоды of beingявляющийся a professorпрофессор:
191
504000
3000
в должности профессора?
08:42
coloredцветной chalkмел.
192
507000
2000
Цветной мел.
08:44
(LaughterСмех)
193
509000
3000
(Смех)
08:47
So to produceпроизводить currentтекущий,
194
512000
3000
Чтобы создать электрический ток,
08:50
magnesiumмагний losesтеряет two electronsэлектроны
195
515000
2000
магний отдаёт два электрона,
08:52
to becomeстали magnesiumмагний ionион,
196
517000
3000
превращаясь в ион магния,
08:55
whichкоторый then migratesмигрирует acrossчерез the electrolyteэлектролит,
197
520000
2000
который затем проходит через электролит,
08:57
acceptsпринимает two electronsэлектроны from the antimonyсурьма,
198
522000
3000
получает два электрона сурьмы
09:00
and then mixesсмеси with it to formформа an alloyсплав.
199
525000
3000
и, смешиваясь с ней, формирует сплав.
09:03
The electronsэлектроны go to work
200
528000
2000
Электроны при этом
09:05
in the realреальный worldМир out here,
201
530000
3000
работают нам на благо,
09:08
poweringподача питания our devicesприборы.
202
533000
3000
питая наши электроустройства.
09:14
Now to chargeзаряд the batteryаккумулятор,
203
539000
3000
Чтобы зарядить наш аккумулятор,
09:17
we connectсоединять a sourceисточник of electricityэлектричество.
204
542000
3000
нам нужно к нему подключить источник электричества.
09:20
It could be something like a windветер farmферма.
205
545000
3000
Таковым может служить, например, ветряная электростанция.
09:24
And then we reverseзадний ход the currentтекущий.
206
549000
4000
И затем мы меняем направление тока.
09:28
And this forcesсил magnesiumмагний to de-alloyде-сплав
207
553000
5000
Это заставляет магний разорвать сплав
09:33
and returnвернуть to the upperверхний electrodeэлектрод,
208
558000
3000
и вернуться к верхнему электроду,
09:36
restoringвосстановление the initialначальная constitutionконституции of the batteryаккумулятор.
209
561000
5000
вернув батарею в исходное состояние.
09:41
And the currentтекущий passingпрохождение betweenмежду the electrodesэлектроды
210
566000
3000
При этом ток, проходящий между электродами,
09:44
generatesгенерирует enoughдостаточно heatвысокая температура to keep it at temperatureтемпература.
211
569000
3000
производит достаточно тепла для поддержания нужной температуры.
09:47
It's prettyСимпатичная coolкруто,
212
572000
3000
Это довольно круто,
09:50
at leastнаименее in theoryтеория.
213
575000
2000
по крайней мере в теории.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
Но будет ли это работать на практике?
09:54
So what to do nextследующий?
215
579000
2000
И что делать дальше?
09:56
We go to the laboratoryлаборатория.
216
581000
2000
Мы отправляемся в лабораторию.
09:58
Now do I hireНаем seasonedзакаленный professionalsпрофессионалов?
217
583000
4000
Взял ли я на работу опытных специалистов?
10:02
No, I hireНаем a studentстудент
218
587000
3000
Нет, я нанял студента
10:05
and mentorнаставник him,
219
590000
2000
и стал его учить,
10:07
teachучат him how to think about the problemпроблема,
220
592000
3000
объяснил, как подойти к проблеме
10:10
to see it from my perspectiveперспективы
221
595000
2000
и увидеть её моими глазами.
10:12
and then turnочередь him looseсвободный.
222
597000
2000
А потом я отпустил поводок.
10:14
This is that studentстудент, DavidДэвид BradwellBradwell,
223
599000
2000
Вот этот студент — Дэвид Брэдвелл.
10:16
who, in this imageобраз,
224
601000
2000
На этом фото он, похоже, размышляет о том,
10:18
appearsпоявляется to be wonderingинтересно if this thing will ever work.
225
603000
3000
заработает ли эта штука вообще.
10:21
What I didn't tell DavidДэвид at the time
226
606000
2000
Я тогда не сказал Дэвиду,
10:23
was I myselfсебя wasn'tне было convincedубежденный it would work.
227
608000
3000
что сам не был уверен, что она заработает.
10:26
But David'sДэвид youngмолодой and he's smartумная
228
611000
2000
Но Дэвид был молод и умён,
10:28
and he wants a PhpH.D.,
229
613000
2000
ему нужна была докторская степень,
10:30
and he proceedsдоходы to buildстроить --
230
615000
2000
поэтому он стал собирать...
10:32
(LaughterСмех)
231
617000
2000
(Смех)
10:34
He proceedsдоходы to buildстроить
232
619000
2000
Он стал собирать первый в мире
10:36
the first ever liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор
233
621000
2000
жидкометаллический аккумулятор
10:38
of this chemistryхимия.
234
623000
2000
такого химического состава.
10:40
And basedисходя из on David'sДэвид initialначальная promisingмногообещающий resultsРезультаты,
235
625000
3000
И уже основываясь на первых обнадёживающих результатах,
10:43
whichкоторый were paidоплаченный
236
628000
2000
полученных Дэвидом, и оплаченных
10:45
with seedсемя fundsфонды at MITMIT,
237
630000
3000
из фондов MIT,
10:48
I was ableв состоянии to attractпривлекать majorглавный researchисследование fundingфинансирование
238
633000
3000
мне удалось заручиться финансовой поддержкой
10:51
from the privateчастный sectorсектор
239
636000
2000
частных и государственных инвесторов
10:53
and the federalфедеральный governmentправительство.
240
638000
2000
и продолжить исследования.
10:55
And that allowedпозволил me to expandрасширять my groupгруппа to 20 people,
241
640000
3000
Я смог расширить свою группу до 20 сотрудников:
10:58
a mixсмешивание of graduateвыпускник studentsстуденты, post-docsпост-документы
242
643000
2000
я собрал вместе аспирантов, докторантов
11:00
and even some undergraduatesмагистрантов.
243
645000
2000
и даже несколько студентов.
11:02
And I was ableв состоянии to attractпривлекать really, really good people,
244
647000
3000
Мне удалось привлечь к работе очень хороших ребят,
11:05
people who shareдоля my passionстрасть
245
650000
2000
которые разделяли мою страсть
11:07
for scienceнаука and serviceоказание услуг to societyобщество,
246
652000
2000
к науке и служению обществу,
11:09
not scienceнаука and serviceоказание услуг for careerкарьера buildingздание.
247
654000
4000
а не к науке и карьерному росту.
11:13
And if you askпросить these people
248
658000
2000
И если вы спросите этих ребят,
11:15
why they work on liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор,
249
660000
2000
зачем они работают над жидкометаллическим аккумулятором,
11:17
theirих answerответ would hearkenслушать back
250
662000
2000
в их ответе вы услышите
11:19
to Presidentпрезидент Kennedy'sКеннеди remarksзамечания
251
664000
2000
слова президента Кеннеди,
11:21
at RiceРис UniversityУниверситет in 1962
252
666000
3000
сказанные в 1962-м на выступлении в университете Райса.
11:24
when he said -- and I'm takingпринятие libertiesсвободы here --
253
669000
2000
Я возьму на себя смелость перефразировать:
11:26
"We chooseвыберите to work on grid-levelСетка уровня storageместо хранения,
254
671000
2000
«Мы выбираем работу над накопителем для энергосистемы
11:28
not because it is easyлегко,
255
673000
2000
не потому, что это просто,
11:30
but because it is hardжесткий."
256
675000
2000
а потому что это трудно».
11:32
(ApplauseАплодисменты)
257
677000
6000
(Аплодисменты)
11:39
So this is the evolutionэволюция of the liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор.
258
684000
3000
Перед вами этапы разработки жидкометаллического аккумулятора.
11:42
We startНачало here with our workhorseрабочая лошадь one watt-hourватт-час cellклетка.
259
687000
3000
Начнём с нашей рабочей лошадки — одноваттного элемента.
11:45
I calledназывается it the shotglassстаканчика.
260
690000
2000
Я назвал его «рюмка».
11:47
We'veУ нас operatedуправляемый over 400 of these,
261
692000
3000
Мы разработали более 400 таких аккумуляторов,
11:50
perfectingсовершенствование theirих performanceпредставление with a pluralityмножество of chemistriesхимий --
262
695000
3000
постоянно улучшая их производительность с помощью разных химических элементов,
11:53
not just magnesiumмагний and antimonyсурьма.
263
698000
2000
не только магния и сурьмы.
11:55
AlongВдоль the way we scaledмасштабируется up to the 20 watt-hourватт-час cellклетка.
264
700000
3000
Попутно мы увеличили мощность аккумулятора до 20 ватт в час.
11:58
I call it the hockeyхоккей puckшайба.
265
703000
2000
Этот аккумулятор я назвал «шайба».
12:00
And we got the sameодна и та же remarkableзамечательный resultsРезультаты.
266
705000
2000
С ним мы добились таких же выдающихся результатов.
12:02
And then it was ontoна the saucerблюдце.
267
707000
2000
А потом дело дошло до блюдца.
12:04
That's 200 watt-hoursватт-часов.
268
709000
2000
Это уже 200 ватт в час.
12:06
The technologyтехнологии was provingдоказывания itselfсам
269
711000
2000
Наша технология показала себя
12:08
to be robustкрепкий and scalableмасштабируемый.
270
713000
3000
надёжной и масштабируемой.
12:11
But the paceтемп wasn'tне было fastбыстро enoughдостаточно for us.
271
716000
2000
Но такой темп казался нам слишком медленным.
12:13
So a yearгод and a halfполовина agoтому назад,
272
718000
2000
Поэтому полтора года назад
12:15
DavidДэвид and I,
273
720000
2000
мы с Дэвидом
12:17
alongвдоль with anotherдругой researchисследование staff-memberштатный сотрудник,
274
722000
2000
и ещё одним членом нашей исследовательской группы
12:19
formedсформированный a companyКомпания
275
724000
2000
создали компанию,
12:21
to accelerateускорять the rateставка of progressпрогресс
276
726000
2000
чтобы ускорить прогресс
12:23
and the raceраса to manufactureпроизводство productпродукт.
277
728000
2000
и побыстрее выпустить продукт на рынок.
12:25
So todayCегодня at LMBCLMBC,
278
730000
2000
Сегодня наша компания, LMBC,
12:27
we're buildingздание cellsячейки 16 inchesдюймов in diameterдиаметр
279
732000
2000
производит аккумуляторы 40.5 см в диаметре
12:29
with a capacityвместимость of one kilowatt-hourкиловатт-час --
280
734000
2000
и мощностью в 1 киловатт-час:
12:31
1,000 timesраз the capacityвместимость
281
736000
3000
в 1 000 раз мощнее,
12:34
of that initialначальная shotglassстаканчика cellклетка.
282
739000
2000
чем наша первая «рюмка».
12:36
We call that the pizzaпицца.
283
741000
2000
Этот аккумулятор мы назвали «пицца».
12:38
And then we'veмы в got a four4 kilowatt-hourкиловатт-час cellклетка on the horizonгоризонт.
284
743000
3000
А на горизонте у нас элемент мощностью в 4 киловатт-час
12:41
It's going to be 36 inchesдюймов in diameterдиаметр.
285
746000
2000
и диаметром в 90 см.
12:43
We call that the bistroбистро tableТаблица,
286
748000
2000
Его мы называем «столик в бистро»,
12:45
but it's not readyготов yetвсе же for prime-timeПРАЙМ-тайм viewingпросмотр.
287
750000
2000
но это ещё рано кому-либо показывать.
12:47
And one variantвариант of the technologyтехнологии
288
752000
2000
Одно из возможных применений нашей технологии —
12:49
has us stackingштабелирования these bistroбистро tabletopsстолешницы into modulesмодули,
289
754000
4000
сложить крышки «столиков» в модули
12:53
aggregatingагрегирование the modulesмодули into a giantгигант batteryаккумулятор
290
758000
3000
и собрать множество модулей в один гигантский аккумулятор,
12:56
that fitsприпадки in a 40-foot-фут shippingПеревозка containerконтейнер
291
761000
2000
помещающийся в 12-метровый контейнер
12:58
for placementразмещение in the fieldполе.
292
763000
2000
для перевозки, установки и введения в эксплуатацию.
13:00
And this has a nameplateтабличка с именем capacityвместимость of two megawatt-hoursмегаватт-часов --
293
765000
3000
Расчётная мощность этого аккумулятора — 2 мегаватт-час,
13:03
two millionмиллиона watt-hoursватт-часов.
294
768000
2000
2 миллиона ватт в час.
13:05
That's enoughдостаточно energyэнергия
295
770000
2000
Такого количества энергии достаточно
13:07
to meetвстретить the dailyежедневно electricalэлектрический needsпотребности
296
772000
2000
для удовлетворения повседневных электрических нужд
13:09
of 200 Americanамериканский householdsдомохозяйства.
297
774000
2000
200 американских семей.
13:11
So here you have it, grid-levelСетка уровня storageместо хранения:
298
776000
3000
Вот такой накопитель для энергосистемы:
13:14
silentбесшумный, emissions-freeВыбросы свободных,
299
779000
3000
бесшумный, не загрязняющий атмосферу,
13:17
no movingперемещение partsчасти,
300
782000
2000
не содержащий подвижных частей,
13:19
remotelyудаленно controlledконтролируемый,
301
784000
2000
управляемый на расстоянии,
13:21
designedпредназначенный to the marketрынок priceцена pointточка
302
786000
3000
разработанный с учётом рыночной цены
13:24
withoutбез subsidyсубсидия.
303
789000
3000
без субсидий.
13:27
So what have we learnedнаучился from all this?
304
792000
2000
Какой урок мы извлекли из всего этого?
13:29
(ApplauseАплодисменты)
305
794000
6000
(Аплодисменты)
13:35
So what have we learnedнаучился from all this?
306
800000
2000
Какой урок мы извлекли из всего этого?
13:37
Let me shareдоля with you
307
802000
2000
Разрешите мне поделиться с вами
13:39
some of the surprisesсюрпризы, the heterodoxiesинакомыслящих.
308
804000
3000
некоторыми сюрпризами и неординарными идеями.
13:42
They lieложь beyondза the visibleвидимый.
309
807000
2000
Их не заметишь невооружённым взглядом.
13:44
Temperatureтемпература:
310
809000
2000
Температура:
13:46
Conventionalобщепринятый wisdomмудрость saysговорит setзадавать it lowнизкий,
311
811000
2000
здравый смысл подсказывает держать её низкой,
13:48
at or nearвозле roomкомната temperatureтемпература,
312
813000
2000
приближенной к комнатной температуре,
13:50
and then installустанавливать a controlконтроль systemсистема to keep it there.
313
815000
3000
и установить систему контроля за её поддержанием.
13:53
Avoidизбежать thermalтепловой runawayубегай.
314
818000
2000
Избегать бесконтрольного роста температуры.
13:55
Liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор is designedпредназначенный to operateработать at elevatedприподнятый temperatureтемпература
315
820000
3000
Жидкометаллический аккумулятор может работать
13:58
with minimumминимальный regulationрегулирование.
316
823000
3000
при высоких температурах с минимальным контролем.
14:01
Our batteryаккумулятор can handleручка the very highвысокая temperatureтемпература risesподнимается
317
826000
3000
Он может выдерживать большие температурные скачки,
14:04
that come from currentтекущий surgesскачков напряжения.
318
829000
4000
возникающие из-за перепадов напряжения.
14:08
Scalingпересчет: Conventionalобщепринятый wisdomмудрость saysговорит
319
833000
3000
Масштабируемость: здравый смысл подсказывает
14:11
reduceуменьшить costСтоимость by producingпроизводства manyмногие.
320
836000
2000
сокращать себестоимость за счёт увеличения производства.
14:13
Liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор is designedпредназначенный to reduceуменьшить costСтоимость
321
838000
3000
Жидкометаллический аккумулятор устроен так, что его стоимость будет низкой
14:16
by producingпроизводства fewerменьше, but they'llони будут be largerбольше.
322
841000
3000
при небольших объёмах производства, но сами аккумуляторы будут больше.
14:19
And finallyв конце концов, humanчеловек resourcesРесурсы:
323
844000
2000
И наконец кадровый вопрос:
14:21
Conventionalобщепринятый wisdomмудрость saysговорит
324
846000
2000
здравый смысл подсказывает
14:23
hireНаем batteryаккумулятор expertsэксперты,
325
848000
2000
привлекать к работе экспертов,
14:25
seasonedзакаленный professionalsпрофессионалов,
326
850000
2000
опытных профессионалов в вопросах устройства аккумуляторов,
14:27
who can drawпривлечь uponна theirих vastогромный experienceопыт and knowledgeзнание.
327
852000
3000
несущих с собой широкие знания и опыт.
14:30
To developразвивать liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор,
328
855000
2000
Для разработки жидкометаллического аккумулятора
14:32
I hiredнаемный studentsстуденты and post-docsпост-документы and mentoredнаставничество them.
329
857000
3000
я взял на работу студентов и докторантов и обучил их.
14:35
In a batteryаккумулятор,
330
860000
2000
От моего аккумулятора я старался добиться
14:37
I striveприлагать усилия to maximizeмаксимизировать electricalэлектрический potentialпотенциал;
331
862000
3000
максимального электрического потенциала.
14:40
when mentoringнаставничество,
332
865000
2000
В моих учениках я старался
14:42
I striveприлагать усилия to maximizeмаксимизировать humanчеловек potentialпотенциал.
333
867000
2000
максимально реализовать потенциал человеческий.
14:44
So you see,
334
869000
2000
Поэтому
14:46
the liquidжидкость metalметалл batteryаккумулятор storyистория
335
871000
2000
история жидкометаллического аккумулятора,
14:48
is more than an accountСчет
336
873000
2000
это не просто рассказ
14:50
of inventingизобретая technologyтехнологии,
337
875000
2000
о новом техническом изобретении,
14:52
it's a blueprintплан
338
877000
2000
это руководство
14:54
for inventingизобретая inventorsизобретатели, full-spectrumполный спектр.
339
879000
3000
по становлению изобретателей в полном спектре.
14:57
(ApplauseАплодисменты)
340
882000
11000
(Аплодисменты)

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Donald Sadoway - Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal."

Why you should listen

The problem at the heart of many sustainable-energy systems: How to store power so it can be delivered to the grid all the time, day and night, even when the wind's not blowing and the sun's not shining? At MIT, Donald Sadoway has been working on a grid-size battery system that stores energy using a three-layer liquid-metal core. With help from fans like Bill Gates, Sadoway and two of his students have spun off the Liquid Metals Battery Corporation (LMBC) to bring the battery to market.

More profile about the speaker
Donald Sadoway | Speaker | TED.com