TED2012
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
دونالد سادواي: الحلقة المفقودة في الطاقة المتجددة
Filmed:
Readability: 5
2,374,649 views
ماهو المفتاح لاستخدام الطاقة البديلة، مثل الطاقة الشمسية والرياح؟ التخزين -- حيث يمكننا الإستفادة من الطاقة حتى عندما تكون الشمس غير مشرقة والرياح ساكنة. في هذا الحديث المنفتح و الملهم، يستعين دونالد سادواي بالسبورة ليرينا مستقبل البطاريات ذات النطاق الواسع التي تخزن الطاقة المتجددة. كما يقول: " علينا أن نفكر في المشكلة بطريقة مختلفة. علينا أن نفكر بأشياء كبيرة. علينا أن نفكر بأشياء قليلة التكلفة."
Donald Sadoway - Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal." Full bio
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 electricity powering the lights in this theater
0
0
3000
الكهرباء التي تمد انارة هذا المسرح بالطاقة
00:18
was generated just moments ago.
1
3000
3000
تم توليدها منذ لحظات.
00:21
Because the way things stand today,
2
6000
3000
بسبب ما تبدو عليه الأمور اليوم،
00:24
electricity demand must be in constant balance
3
9000
3000
الطلب على الكهرباء لابد أن يكون في توازن مستمر
00:27
with electricity supply.
4
12000
3000
مع عرض الكهرباء.
00:30
If in the time that it took me to walk out here on this stage,
5
15000
3000
إن كان في الوقت الذي استغرقه للمشي هنا على هذا المسرح،
00:33
some tens of megawatts of wind power
6
18000
3000
تتوقف بعض عشرات الميجاوات من طاقة الرياح عن
00:36
stopped pouring into the grid,
7
21000
3000
التدفق في الشبكة،
00:39
the difference would have to be made up
8
24000
2000
فإن الفارق لابد أن يُعوض
00:41
from other generators immediately.
9
26000
4000
مباشرةً من موّلد آخر.
00:45
But coal plants, nuclear plants
10
30000
3000
لكن معامل الفحم و معامل الطاقة النووية
00:48
can't respond fast enough.
11
33000
2000
لا تستطيع أن تستجيب بسرعة كافية.
00:50
A giant battery could.
12
35000
2000
لكن يمكن لبطارية عملاقة أن تفعل ذلك.
00:52
With a giant battery,
13
37000
2000
باستخدام بطارية عملاقة،
00:54
we'd be able to address the problem of intermittency
14
39000
3000
سنكون قادرين على التصدي لمشكلة التقطع
00:57
that prevents wind and solar
15
42000
2000
التي تمنع الرياح والطاقة الشمسية
00:59
from contributing to the grid
16
44000
2000
من دعم الشبكة
01:01
in the same way that coal, gas and nuclear do today.
17
46000
4000
بنفس الطريقة التي يدعمها بها الغاز والفحم في الوقت الحاضر.
01:05
You see, the battery
18
50000
2000
كما ترون, البطارية
01:07
is the key enabling device here.
19
52000
3000
هي المفتاح الذي يعمل على تشغيل الجهاز.
01:10
With it, we could draw electricity from the sun
20
55000
3000
نستطيع من خلالها استمداد الكهرباء من الشمس
01:13
even when the sun doesn't shine.
21
58000
2000
حتى لو كانت الشمس غير مشرقة.
01:15
And that changes everything.
22
60000
3000
وهذا يغيّر كل شيء.
01:18
Because then renewables
23
63000
2000
لأنه بعد ذلك مصادر الطاقة المتجددة
01:20
such as wind and solar
24
65000
2000
مثل الرياح و الطاقة الشمسية
01:22
come out from the wings,
25
67000
2000
تأتي من الأماكن البعيدة،
01:24
here to center stage.
26
69000
2000
إلى منتصف المسرح هنا.
01:26
Today I want to tell you about such a device.
27
71000
3000
سأحدثكم اليوم عن جهاز كهذا.
01:29
It's called the liquid metal battery.
28
74000
2000
إنه يُدعى بطارية المعدن السائل.
01:31
It's a new form of energy storage
29
76000
2000
و هو شكل جديد لتخزين الطاقة
01:33
that I invented at MIT
30
78000
3000
قمت بابتكاره في معهد ماساتشوستس للتقنية
01:36
along with a team of my students
31
81000
2000
جنباً إلى جنب مع فريق من تلامذتي
01:38
and post-docs.
32
83000
2000
و علماء و باحثين.
01:40
Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.
33
85000
3000
حالياً الموضوع الأساسي لمؤتمر TED هو " الطيف الكامل ".
01:43
The OED defines spectrum
34
88000
3000
يُعرّف قاموس أكسفورد للغة الإنجليزية الطيف بـ
01:46
as "The entire range of wavelengths
35
91000
3000
" المجموعة الكاملة من موجات
01:49
of electromagnetic radiation,
36
94000
2000
الإشعاع الكهرومغناطيسي،
01:51
from the longest radio waves to the shortest gamma rays
37
96000
3000
الناتج من الموجات الراديوية الأطول إلى أشعة الجاما الأقصر
01:54
of which the range of visible light
38
99000
3000
التي يُشكل الضوء المرئي
01:57
is only a small part."
39
102000
2000
جزء صغير منها فقط."
01:59
So I'm not here today only to tell you
40
104000
2000
إذن أنا لست هنا اليوم لأحدثكم فقط
02:01
how my team at MIT has drawn out of nature
41
106000
3000
كيف استطاع فريقي في معهد ماساتشوستس للتقنية
02:04
a solution to one of the world's great problems.
42
109000
3000
استمداد حل من الطبيعة لأحد أكبر مشكلات العالم.
02:07
I want to go full spectrum and tell you how,
43
112000
3000
أريد أن أتحدث عن الطيف الكامل و سأخبركم كيف،
02:10
in the process of developing
44
115000
2000
خلال عملية تطوير
02:12
this new technology,
45
117000
2000
هذه التقنية الجديدة,
02:14
we've uncovered some surprising heterodoxies
46
119000
3000
كشفنا عن بعض الهرطقات الغريبة
02:17
that can serve as lessons for innovation,
47
122000
3000
التي يمكن أن تُفيد كدروس للابتكار،
02:20
ideas worth spreading.
48
125000
3000
أفكار تستحق الإنتشار.
02:23
And you know,
49
128000
2000
أنتم تعلمون،
02:25
if we're going to get this country out of its current energy situation,
50
130000
4000
إن كنا سنغير من وضع الطاقة الحالي في البلاد،
02:29
we can't just conserve our way out;
51
134000
3000
لا يجب فقط أن نحافظ على طريقتنا;
02:32
we can't just drill our way out;
52
137000
3000
لا يجب فقط أن نُعلم طريقتنا
02:35
we can't bomb our way out.
53
140000
2000
لا يجب أن نخفق في طريقتنا.
02:37
We're going to do it the old-fashioned American way,
54
142000
2000
سنفعل ذلك بطريقتنا الأمريكية القديمة،
02:39
we're going to invent our way out,
55
144000
2000
سنبتكر طريقتنا الخاصة بنا،
02:41
working together.
56
146000
2000
بالعمل معاً.
02:43
(Applause)
57
148000
3000
( تصفيق )
02:46
Now let's get started.
58
151000
2000
و الآن لنبدأ.
02:48
The battery was invented about 200 years ago
59
153000
3000
تم اختراع البطارية منذ ما يقارب المائتي عام
02:51
by a professor, Alessandro Volta,
60
156000
2000
عن طريق بورفيسور يُدعى، أليساندرو فولتا،
02:53
at the University of Padua in Italy.
61
158000
3000
في جامعة باندوا في إيطاليا.
02:56
His invention gave birth to a new field of science,
62
161000
2000
أنجب ابتكاره حقل علمي جديد،
02:58
electrochemistry,
63
163000
2000
الكيمياء الكهربائية،
03:00
and new technologies
64
165000
2000
و تقنيات جديدة
03:02
such as electroplating.
65
167000
2000
مثل الطلاء الكهربائي.
03:04
Perhaps overlooked,
66
169000
2000
ربما نغفل عن هذا،
03:06
Volta's invention of the battery
67
171000
2000
ابتكار فولتا للبطارية
03:08
for the first time also
68
173000
2000
للمرة الأولى أيضاً
03:10
demonstrated the utility of a professor.
69
175000
2000
يوضح أهمية الاستاذ.
03:12
(Laughter)
70
177000
2000
(ضحك)
03:14
Until Volta, nobody could imagine
71
179000
2000
قبل فولتا، لا يستطيع أحد تخيل
03:16
a professor could be of any use.
72
181000
3000
أستاذ يمكن أن يكون ذا فائدة.
03:19
Here's the first battery --
73
184000
3000
هذه هي البطارية الأولى --
03:22
a stack of coins, zinc and silver,
74
187000
3000
كومة من النقود المعدنية، زنك و فضة،
03:25
separated by cardboard soaked in brine.
75
190000
2000
منفصلة بواسطة ورق مقوى مغموس في محلول ملحي.
03:27
This is the starting point
76
192000
2000
هذه هي نقطة البداية
03:29
for designing a battery --
77
194000
2000
لتصميم بطارية --
03:31
two electrodes,
78
196000
2000
قطبين كهربائيين،
03:33
in this case metals of different composition,
79
198000
2000
في هذه الحالة معادن بتركيبات مختلفة،
03:35
and an electrolyte,
80
200000
2000
و محلول الكهرباء،
03:37
in this case salt dissolved in water.
81
202000
2000
في هذه الحالة ملح مذاب في الماء.
03:39
The science is that simple.
82
204000
2000
إن العلم بهذه البساطة.
03:41
Admittedly, I've left out a few details.
83
206000
4000
أعترف أنني تجاوزت بعض التفاصيل.
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
لقد علمتكم الآن
03:47
that battery science is straightforward
85
212000
2000
أن علم البطاريات واضح و مباشر
03:49
and the need for grid-level storage
86
214000
2000
و الحاجة إلى تخزين على مستوى الشبكات
03:51
is compelling,
87
216000
2000
هي حاجة ملحة.
03:53
but the fact is
88
218000
2000
لكن الحقيقة هي
03:55
that today there is simply no battery technology
89
220000
3000
أنه ببساطة لا يوجد اليوم تقنية بطاريات
03:58
capable of meeting
90
223000
2000
قادرة على أن تفي بـ
04:00
the demanding performance requirements of the grid --
91
225000
4000
شروط متطلبات أداء الشبكة الكهربائية --
04:04
namely uncommonly high power,
92
229000
2000
أعني طاقة عالية بشكل استثنائي،
04:06
long service lifetime
93
231000
2000
خدمة طويلة المدى
04:08
and super-low cost.
94
233000
2000
و تكلفة منخفضة جداً.
04:10
We need to think about the problem differently.
95
235000
3000
نحتاج أن نفكر في المشكلة بطريقة مختلفة.
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
علينا أن نفكر بأشياء كبيرة،
04:15
we need to think cheap.
97
240000
2000
علينا أن نفكر بأشياء قليلة التكلفة.
04:17
So let's abandon the paradigm
98
242000
2000
لذا لنتخلى عن النموذج الذي يقول
04:19
of let's search for the coolest chemistry
99
244000
3000
دعونا نبحث عن أروع الكيمياء
04:22
and then hopefully we'll chase down the cost curve
100
247000
2000
ونأمل بعدها أن نلحق بمنحنى التكلفة
04:24
by just making lots and lots of product.
101
249000
3000
من خلال صنع الكثير و الكثير من المنتجات.
04:27
Instead, let's invent
102
252000
2000
بدلاً من ذلك، لنبتكر
04:29
to the price point of the electricity market.
103
254000
3000
إلى حد الوصول لنقطة السعر في سوق الكهرباء.
04:32
So that means
104
257000
2000
و يعني هذا
04:34
that certain parts of the periodic table
105
259000
2000
أن أجزاء معينة من الجدول الدوري
04:36
are axiomatically off-limits.
106
261000
2000
بديهياً محظورة.
04:38
This battery needs to be made
107
263000
2000
هذه البطارية تحتاج أن تكون مصنوعة
04:40
out of earth-abundant elements.
108
265000
2000
من عناصر طبيعية وفيرة.
04:42
I say, if you want to make something dirt cheap,
109
267000
3000
أنا أقول, إن كنت تريد أن تجعل الشيئ القذر رخيصاً،
04:45
make it out of dirt --
110
270000
2000
اصنعه من القذارة --
04:47
(Laughter)
111
272000
2000
( ضحك )
04:49
preferably dirt
112
274000
2000
تُفضل القذارة
04:51
that's locally sourced.
113
276000
3000
محلية المصدر.
04:54
And we need to be able to build this thing
114
279000
3000
و لكي نكون قادرين على صنع هذا الشئ، نحتاج إلى
04:57
using simple manufacturing techniques and factories
115
282000
3000
استخدام تقنيات تصنيعية بسيطة و مصانع
05:00
that don't cost us a fortune.
116
285000
3000
لا تكلفنا مبالغ ضخمة.
05:04
So about six years ago,
117
289000
2000
لذا، منذ حوالي ست سنوات،
05:06
I started thinking about this problem.
118
291000
2000
بدأت تشغل فكري هذه المشكلة.
05:08
And in order to adopt a fresh perspective,
119
293000
3000
و لكي أتبنى منظور جديد،
05:11
I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.
120
296000
4000
بحثت عن الإلهام بعيداً عن مجال تخزين الطاقة الكهربائية.
05:15
In fact, I looked to a technology
121
300000
3000
في الواقع, تطلعت إلى تقنية
05:18
that neither stores nor generates electricity,
122
303000
3000
لا تخزن ولا تولد الكهرباء،
05:21
but instead consumes electricity,
123
306000
2000
لكن بدلاً من ذلك تستهلك الكهرباء،
05:23
huge amounts of it.
124
308000
2000
كمية كبيرة منه.
05:25
I'm talking about the production of aluminum.
125
310000
4000
أنا أتحدث عن إنتاج الألمونيوم.
05:29
The process was invented in 1886
126
314000
2000
تم ابتكار هذه العملية في عام 1886
05:31
by a couple of 22-year-olds --
127
316000
2000
عن طريق شخصين يبلغ كل منهما 22 عاماً --
05:33
Hall in the United States and Heroult in France.
128
318000
3000
هال في الولايات المتحدة و هيرولت في فرنسا.
05:36
And just a few short years following their discovery,
129
321000
3000
و بعد سنوات قليلة فقط من اكتشافهما،
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
تغير الألمونيوم
05:41
from a precious metal costing as much as silver
131
326000
3000
من معدن ثمين تكلفته تساوي تكلفة الفضة
05:44
to a common structural material.
132
329000
3000
إلى مادة بنائية خام شائعة.
05:47
You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.
133
332000
3000
أنتم تنظرون إلى خلايا في مصهر ألمونيوم حديث.
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
يبلغ عرضها تقريباً 50 قدم
05:52
and recedes about half a mile --
135
337000
2000
و تبعد تقريباً نصف ميل --
05:54
row after row of cells
136
339000
3000
صف بعد صف من الخلايا
05:57
that, inside, resemble Volta's battery,
137
342000
3000
التي تشبه بطارية فولتا من الداخل،
06:00
with three important differences.
138
345000
2000
مع ثلاث اختلافات مهمة،
06:02
Volta's battery works at room temperature.
139
347000
3000
بطارية فولتا تعمل على درجة حرارة الغرفة.
06:05
It's fitted with solid electrodes
140
350000
3000
إنها مزودة بأقطاب صلبة
06:08
and an electrolyte that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
و محلول كهربائي، و ذلك محلول الملح و الماء.
06:11
The Hall-Heroult cell
142
356000
2000
خلية هال و هيرولت
06:13
operates at high temperature,
143
358000
2000
تعمل في درجات حرارة عالية،
06:15
a temperature high enough
144
360000
2000
درجة حرارة عالية بما يكفي
06:17
that the aluminum metal product is liquid.
145
362000
2000
لجعل منتج معدن الألمونيوم سائلاً.
06:19
The electrolyte
146
364000
2000
المحلول الكهربائي
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
ليس محلولاً من الملح و الماء،
06:23
but rather salt that's melted.
148
368000
2000
و لكنه عبارة عن ملح مذاب.
06:25
It's this combination of liquid metal,
149
370000
2000
إنها هذه التركيبة من المعدن السائل،
06:27
molten salt and high temperature
150
372000
3000
و الملح الذائب و الحرارة العالية
06:30
that allows us to send high current through this thing.
151
375000
4000
التي تمكننا من إرسال تيار عالي من خلال هذا الشيء.
06:34
Today, we can produce virgin metal from ore
152
379000
3000
نستطيع اليوم أن ننتج معدن أولي من مصدر خام
06:37
at a cost of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
بتكلفة تبلغ أقل من 50 سنتاً للرطل.
06:40
That's the economic miracle
154
385000
2000
تلك هي المعجزة الإقتصادية
06:42
of modern electrometallurgy.
155
387000
2000
للتعدين الكهربائي الحديث.
06:44
It is this that caught and held my attention
156
389000
3000
إن هذا ما جذب انتباهي و استولى عليه
06:47
to the point that I became obsessed with inventing a battery
157
392000
4000
إلى درجة أني أصبحت مهووس بابتكار بطارية
06:51
that could capture this gigantic economy of scale.
158
396000
4000
تتمكن من الإستيلاء على هذا الاقتصاد الضخم.
06:55
And I did.
159
400000
2000
و قد فعلت.
06:57
I made the battery all liquid --
160
402000
3000
قمت بصناعة بطارية بمكونات سائلة --
07:00
liquid metals for both electrodes
161
405000
2000
معادن سائلة لكلا القطبين الكهربائيين
07:02
and a molten salt for the electrolyte.
162
407000
2000
و ملح مذاب للمحلول الكهربائي.
07:04
I'll show you how.
163
409000
3000
سأريكم كيف ذلك.
07:24
So I put low-density
164
429000
3000
قمت بوضع معدن سائل
07:27
liquid metal at the top,
165
432000
4000
منخفض الكثافة في الأعلى،
07:31
put a high-density liquid metal at the bottom,
166
436000
6000
و وضعت معدن سائل مرتفع الكثافة في الأسفل،
07:37
and molten salt in between.
167
442000
3000
و الملح المذاب بينهما.
07:43
So now,
168
448000
2000
و الآن،
07:45
how to choose the metals?
169
450000
3000
كيف يتم اختيار المعادن؟
07:48
For me, the design exercise
170
453000
2000
بالنسبة لي، ممارسة التصميم
07:50
always begins here
171
455000
2000
تبدأ دائماً من هنا
07:52
with the periodic table,
172
457000
2000
بالجدول الدوري،
07:54
enunciated by another professor,
173
459000
2000
الذي أفصح عنه استاذ آخر،
07:56
Dimitri Mendeleyev.
174
461000
2000
ديمتري ميندلييف.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
كل شيء نعرفه
08:00
is made of some combination
176
465000
2000
مصنوع من تركيبة ما
08:02
of what you see depicted here.
177
467000
3000
مكونة من ما ترونه مصوراً هنا.
08:05
And that includes our own bodies.
178
470000
2000
وهذا يشمل أجسادنا.
08:07
I recall the very moment one day
179
472000
3000
تعود إلى ذهني لحظة في يومٍ ما
08:10
when I was searching for a pair of metals
180
475000
3000
عندما كنت أبحث عن زوج من المعادن
08:13
that would meet the constraints
181
478000
2000
من شأنها أن تواجه عقبات
08:15
of earth abundance,
182
480000
2000
توفر المصادر الطبيعية،
08:17
different, opposite density
183
482000
3000
كثافة مختلفة و متضاربة
08:20
and high mutual reactivity.
184
485000
2000
و تفاعل عالي متبادل.
08:22
I felt the thrill of realization
185
487000
2000
أحسست بلذة المعرفة
08:24
when I knew I'd come upon the answer.
186
489000
3000
عندما عرفت أني سأقترب من الجواب.
08:29
Magnesium for the top layer.
187
494000
3000
المغنيسيوم في الطبقة العليا
08:32
And antimony
188
497000
2000
و الأنتيمون ( الإثمد )
08:34
for the bottom layer.
189
499000
3000
في الطبقة السفلى.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
حسناً، علي أن أخبركم،
08:39
one of the greatest benefits of being a professor:
191
504000
3000
أن أحد أعظم الفوائد من العمل كاستاذ:
08:42
colored chalk.
192
507000
2000
الطباشير الملونة.
08:44
(Laughter)
193
509000
3000
( ضحك )
08:47
So to produce current,
194
512000
3000
إذن لإنتاج تيار،
08:50
magnesium loses two electrons
195
515000
2000
يفقد المغنيسيوم اثنين من الالكترونات
08:52
to become magnesium ion,
196
517000
3000
ليصبح أيون المغنيسيوم،
08:55
which then migrates across the electrolyte,
197
520000
2000
الذي ينتقل حينها عبر محلول الكهرباء،
08:57
accepts two electrons from the antimony,
198
522000
3000
و يقبل اثنين من الإلكترونات من الأنتيمون،
09:00
and then mixes with it to form an alloy.
199
525000
3000
ثم يمتزج معه ليشكل خليط معدني.
09:03
The electrons go to work
200
528000
2000
تعمل الإلكترونات
09:05
in the real world out here,
201
530000
3000
في العالم الحقيقي هنا،
09:08
powering our devices.
202
533000
3000
لتشغيل أجهزتنا.
09:14
Now to charge the battery,
203
539000
3000
الآن, لشحن البطارية،
09:17
we connect a source of electricity.
204
542000
3000
نقوم بتوصيل مصدر للكهرباء.
09:20
It could be something like a wind farm.
205
545000
3000
قد يكون شيئاً ما مثل مزرعة رياح.
09:24
And then we reverse the current.
206
549000
4000
و من ثم نعكس التيار.
09:28
And this forces magnesium to de-alloy
207
553000
5000
و هذا يجعل المغنيسيوم يقوم بعملية التصفية الإنتقائية
09:33
and return to the upper electrode,
208
558000
3000
و يجعله يعود إلى القطب الكهربائي العلوي،
09:36
restoring the initial constitution of the battery.
209
561000
5000
مستعيداً التكوين الأول للبطارية.
09:41
And the current passing between the electrodes
210
566000
3000
و التيار العابر بين الأقطاب الكهربائية
09:44
generates enough heat to keep it at temperature.
211
569000
3000
يولد مايكفي من الحرارة للحفاظ على درجة الحرارة.
09:47
It's pretty cool,
212
572000
3000
هذا جميل جداً،
09:50
at least in theory.
213
575000
2000
من الناحية النظرية على الأقل.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
لكن هل يعمل ذلك بالفعل؟
09:54
So what to do next?
215
579000
2000
ما الخطوة المقبلة إذن؟
09:56
We go to the laboratory.
216
581000
2000
نذهب إلى المختبر.
09:58
Now do I hire seasoned professionals?
217
583000
4000
الآن، هل أقوم بتوظيف متخصصين متمرسين؟
10:02
No, I hire a student
218
587000
3000
لا، أنا أُشغِّل تلميذ
10:05
and mentor him,
219
590000
2000
و أقوم بإرشاده
10:07
teach him how to think about the problem,
220
592000
3000
و أعلّمه كيف يفكر في المشكلة،
10:10
to see it from my perspective
221
595000
2000
ليراها من منظوري
10:12
and then turn him loose.
222
597000
2000
ثم أطلق له العنان.
10:14
This is that student, David Bradwell,
223
599000
2000
هذا هو ذلك التلميذ، ديفيد برادويل،
10:16
who, in this image,
224
601000
2000
الذي يظهر في هذه الصورة
10:18
appears to be wondering if this thing will ever work.
225
603000
3000
وهو متعجباً ما إن كان هذا الشيء سيعمل.
10:21
What I didn't tell David at the time
226
606000
2000
مالم أقله لديفيد في ذلك الوقت
10:23
was I myself wasn't convinced it would work.
227
608000
3000
كان أني أنا نفسي لم أكن مقتنعاً أن ذلك سيعمل.
10:26
But David's young and he's smart
228
611000
2000
لكن ديفيد شاب ذكي
10:28
and he wants a Ph.D.,
229
613000
2000
و يريد الحصول على درجة الدكتوراه،
10:30
and he proceeds to build --
230
615000
2000
و شرع في إنشاء --
10:32
(Laughter)
231
617000
2000
(ضحك)
10:34
He proceeds to build
232
619000
2000
شرع في إنشاء
10:36
the first ever liquid metal battery
233
621000
2000
أول بطارية معدن سائل
10:38
of this chemistry.
234
623000
2000
من هذا النوع من الكيمياء.
10:40
And based on David's initial promising results,
235
625000
3000
واستناداً على نتائج ديفيد الأولية الواعدة,
10:43
which were paid
236
628000
2000
التي دُفعت تكاليفها
10:45
with seed funds at MIT,
237
630000
3000
من خلال التمويل الأولي من معهد ماساتشوستس للتقنية،
10:48
I was able to attract major research funding
238
633000
3000
تمكنت من جذب انتباه كبرى صناديق تمويل البحوث
10:51
from the private sector
239
636000
2000
من القطاع الخاص
10:53
and the federal government.
240
638000
2000
و الحكومة الإتحادية.
10:55
And that allowed me to expand my group to 20 people,
241
640000
3000
و هذا مكنني من توسيع مجموعتي حتى وصلت إلى عشرين شخص،
10:58
a mix of graduate students, post-docs
242
643000
2000
مزيج من طلاب دراسات عليا، وعلماء وباحثين
11:00
and even some undergraduates.
243
645000
2000
و أيضاً بعض الطلاب الجامعيين.
11:02
And I was able to attract really, really good people,
244
647000
3000
و استطعت أن أجذب انتباه أشخاص رائعين جداً جداً،
11:05
people who share my passion
245
650000
2000
أشخاص يشاركوني شغفي
11:07
for science and service to society,
246
652000
2000
بالعلوم و تقديم الخدمة للمجتمع،
11:09
not science and service for career building.
247
654000
4000
ليس العلوم و تقديم الخدمة من أجل البناء الوظيفي.
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
ولو سألتم أولئك الأشخاص
11:15
why they work on liquid metal battery,
249
660000
2000
عن سبب عملهم على تكوين بطارية معدنية سائلة،
11:17
their answer would hearken back
250
662000
2000
جوابهم سيعيدنا
11:19
to President Kennedy's remarks
251
664000
2000
إلى تصريحات الرئيس كينيدي
11:21
at Rice University in 1962
252
666000
3000
في جامعة رايس عام 1962
11:24
when he said -- and I'm taking liberties here --
253
669000
2000
عندما قال -- أنا أرفع الكلفة هنا --
11:26
"We choose to work on grid-level storage,
254
671000
2000
"نحن اخترنا أن نعمل على تخزين على مستوى الشبكة
11:28
not because it is easy,
255
673000
2000
ليس لأنه سهلاً،
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
بل لأنه صعباً."
11:32
(Applause)
257
677000
6000
(تصفيق)
11:39
So this is the evolution of the liquid metal battery.
258
684000
3000
إذن من هنا نشأت بطارية المعدن السائل.
11:42
We start here with our workhorse one watt-hour cell.
259
687000
3000
بدأنا هنا باستخدام آلتنا ذات الخلية بقدرة واط - ساعة.
11:45
I called it the shotglass.
260
690000
2000
أسميها طلقة الزجاج.
11:47
We've operated over 400 of these,
261
692000
3000
قمنا بتشغيل أكثر من 400 آلة من هذا النوع،
11:50
perfecting their performance with a plurality of chemistries --
262
695000
3000
متقنة أدائها باستخدام عدد وافر من المواد الكيميائية --
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
ليس فقط المغنيسيوم و الأنتيمون.
11:55
Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.
264
700000
3000
خلال ذلك قمنا بزيادة حجم العمل إلى خلية بقدرة 20 واط - ساعة.
11:58
I call it the hockey puck.
265
703000
2000
أسميها قرص الهوكي.
12:00
And we got the same remarkable results.
266
705000
2000
و حصلنا على نفس النتائج الرائعة.
12:02
And then it was onto the saucer.
267
707000
2000
ثم زدنا حجم العمل إلى صحن الفنجان
12:04
That's 200 watt-hours.
268
709000
2000
وهي خلية بقدرة 200 واط - ساعة
12:06
The technology was proving itself
269
711000
2000
كانت هذه التقنية تثبث نفسها
12:08
to be robust and scalable.
270
713000
3000
لتكون قوية و قابلة للتطوير.
12:11
But the pace wasn't fast enough for us.
271
716000
2000
لكن الوتيرة لم تكن بالسرعة الكافية بالنسبة لنا.
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
لذلك منذ سنة ونصف،
12:15
David and I,
273
720000
2000
أنا و ديفيد،
12:17
along with another research staff-member,
274
722000
2000
مع باحث آخر،
12:19
formed a company
275
724000
2000
قمنا بتأسيس شركة
12:21
to accelerate the rate of progress
276
726000
2000
لتسريع وتيرة التقدم
12:23
and the race to manufacture product.
277
728000
2000
و السباق لتصنيع المنتج.
12:25
So today at LMBC,
278
730000
2000
لذا نقوم اليوم في معهد ماساتشوستس للتقنية،
12:27
we're building cells 16 inches in diameter
279
732000
2000
بإنشاء خلايا يبلغ قطرها 16 بوصة
12:29
with a capacity of one kilowatt-hour --
280
734000
2000
بقدرة واحد كيلو واط - ساعة --
12:31
1,000 times the capacity
281
736000
3000
تفوق بألف مرة قدرة
12:34
of that initial shotglass cell.
282
739000
2000
خلية طلقة الكأس الأولى.
12:36
We call that the pizza.
283
741000
2000
ندعو هذه الخلايا بالبيتزا.
12:38
And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.
284
743000
3000
ثم حصلنا على خلية ستظهر قريبا بقدرة أربعة كيلو واط - ساعة.
12:41
It's going to be 36 inches in diameter.
285
746000
2000
سيبلغ قطرها 36 بوصة.
12:43
We call that the bistro table,
286
748000
2000
نسميها طاولة الحانة،
12:45
but it's not ready yet for prime-time viewing.
287
750000
2000
لكنها غير جاهزة بعد للعرض في فترات الذروة.
12:47
And one variant of the technology
288
752000
2000
و عامل تكنولوجي متغير
12:49
has us stacking these bistro tabletops into modules,
289
754000
4000
قادنا إلى تجميع هذه الخلايا المسماة بطاولة الحانة إلى وحدات،
12:53
aggregating the modules into a giant battery
290
758000
3000
و تجميع الوحدات في بطارية عملاقة
12:56
that fits in a 40-foot shipping container
291
761000
2000
تناسب حجم حاوية شحن فئة 40 قدم
12:58
for placement in the field.
292
763000
2000
للاستثمار في هذا المجال.
13:00
And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --
293
765000
3000
و تبلغ الطاقة الإسمية لهذه البطارية اثنين ميغاواط/ساعة --
13:03
two million watt-hours.
294
768000
2000
2 مليون واط/ساعة.
13:05
That's enough energy
295
770000
2000
هذه طاقة كافية
13:07
to meet the daily electrical needs
296
772000
2000
لتلبية الإحتياجات الكهربائية اليومية
13:09
of 200 American households.
297
774000
2000
لمئتين أسرة أمريكية.
13:11
So here you have it, grid-level storage:
298
776000
3000
إذن هذا مالديكم هنا، تخزين على مستوى الشبكات:
13:14
silent, emissions-free,
299
779000
3000
صامت، خالي من الإنبعاثات،
13:17
no moving parts,
300
782000
2000
بلا أجزاء متحركة،
13:19
remotely controlled,
301
784000
2000
يتم التحكم به عن بعد،
13:21
designed to the market price point
302
786000
3000
مُصمَّم ليصل إلى نقطة سعر السوق
13:24
without subsidy.
303
789000
3000
بدون إعانات مالية.
13:27
So what have we learned from all this?
304
792000
2000
فماذا تعلمنا من كل هذا؟
13:29
(Applause)
305
794000
6000
(تصفيق)
13:35
So what have we learned from all this?
306
800000
2000
ماذا تعلمنا من كل هذا؟
13:37
Let me share with you
307
802000
2000
دعوني أشارككم
13:39
some of the surprises, the heterodoxies.
308
804000
3000
بعض المفاجآت, الهرطقات.
13:42
They lie beyond the visible.
309
807000
2000
إنها مخفية.
13:44
Temperature:
310
809000
2000
درجة الحرارة:
13:46
Conventional wisdom says set it low,
311
811000
2000
الحكمة التقليدية تقول أن علينا أن نبقيها منخفضة،
13:48
at or near room temperature,
312
813000
2000
بدرجة حرارة الغرفة أو بدرجة قريبة منها،
13:50
and then install a control system to keep it there.
313
815000
3000
ثم نقوم بتركيب جهاز تحكم ليبقيها على تلك الدرجة.
13:53
Avoid thermal runaway.
314
818000
2000
تجنبوا الإنطلاق الحراري.
13:55
Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature
315
820000
3000
بطارية المعدن السائل مصممة لتعمل على درجة حرارة مرتفعة
13:58
with minimum regulation.
316
823000
3000
مع ضبط أدنى.
14:01
Our battery can handle the very high temperature rises
317
826000
3000
يمكن لبطاريتنا أن تتعامل مع ارتفاع درجات الحرارة العالية جداً
14:04
that come from current surges.
318
829000
4000
الصادرة من موجات التيار.
14:08
Scaling: Conventional wisdom says
319
833000
3000
القياس: تقول الحكمة التقليدية
14:11
reduce cost by producing many.
320
836000
2000
أن خفض التكلفة يكون بالإنتاج الكثير.
14:13
Liquid metal battery is designed to reduce cost
321
838000
3000
بطارية المعدن السائل مصممة لتقلل التكلفة
14:16
by producing fewer, but they'll be larger.
322
841000
3000
بالإنتاج القليل, لكنها ستكون أكبر.
14:19
And finally, human resources:
323
844000
2000
و أخيراً، المصادر البشرية:
14:21
Conventional wisdom says
324
846000
2000
تقول الحكمة التقليدية
14:23
hire battery experts,
325
848000
2000
بأن علينا تشغيل خبراء في صناعة البطاريات،
14:25
seasoned professionals,
326
850000
2000
متخصصين متمرسين،
14:27
who can draw upon their vast experience and knowledge.
327
852000
3000
الذين يمكن الإستفادة من خبرتهم و معرفتهم الواسعة.
14:30
To develop liquid metal battery,
328
855000
2000
لتطوير بطارية المعدن السائل،
14:32
I hired students and post-docs and mentored them.
329
857000
3000
قمت بتشغيل طلاب و باحثين مع تقديم الإرشاد لهم.
14:35
In a battery,
330
860000
2000
عند صناعة بطارية،
14:37
I strive to maximize electrical potential;
331
862000
3000
عملت جاهداً من أجل تحقيق أقصى قدرة كهربائية؛
14:40
when mentoring,
332
865000
2000
عند الإرشاد،
14:42
I strive to maximize human potential.
333
867000
2000
عملت جاهداً من أجل الوصول إلى أقصى قدرة بشرية.
14:44
So you see,
334
869000
2000
كما ترون،
14:46
the liquid metal battery story
335
871000
2000
قصة بطارية المعدن السائل
14:48
is more than an account
336
873000
2000
هي أكثر من مجرد قصة
14:50
of inventing technology,
337
875000
2000
لابتكار تكنولوجي،
14:52
it's a blueprint
338
877000
2000
إنها مخطط
14:54
for inventing inventors, full-spectrum.
339
879000
3000
لابتكار مخترعين، الطيف الكامل.
14:57
(Applause)
340
882000
11000
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Donald Sadoway - Materials engineerDonald 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.
Donald Sadoway | Speaker | TED.com