TED2012
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
Donald Sadoway: Brakujące ogniwo w energii odnawialnej
Filmed:
Readability: 5
2,374,649 views
Co jest kluczem, który pozwoli na wykorzystywanie alternatywnych źródeł energii, takich jak słońce czy wiatr? Magazynowanie, dzięki któremu może być wykorzystana w dowolnym momencie, nawet gdy nie świeci słońce i nie wieje wiatr. W przystępnym i inspirującym wykładzie Donald Sadoway podchodzi do tablicy, by opowiedzieć o przyszłości przemysłowych akumulatorów umożliwiających magazynowanie takiej energii. "Musimy spojrzeć na problem od nowa. Szukać pomysłów które będą wielkie i tanie".
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
Prąd zasilający światła w tej sali
00:18
was generated just moments ago.
1
3000
3000
został wytworzony kilka chwil temu.
00:21
Because the way things stand today,
2
6000
3000
Obecna sytuacja
00:24
electricity demand must be in constant balance
3
9000
3000
wymaga, by zapotrzebowanie na elektryczność
00:27
with electricity supply.
4
12000
3000
było w równowadze z dostępnymi zasobami.
00:30
If in the time that it took me to walk out here on this stage,
5
15000
3000
Jeśli w czasie, który zajęło mi wejście na tę scenę.
00:33
some tens of megawatts of wind power
6
18000
3000
kilkadziesiąt megawatów energii wiatrowej
00:36
stopped pouring into the grid,
7
21000
3000
przestałoby napływać do sieci,
00:39
the difference would have to be made up
8
24000
2000
różnicę trzeba by wyrównać natychmiast
00:41
from other generators immediately.
9
26000
4000
z innych generatorów.
00:45
But coal plants, nuclear plants
10
30000
3000
Jednak elektrownie węglowe i atomowe
00:48
can't respond fast enough.
11
33000
2000
nie mogą zareagować wystarczająco szybko.
00:50
A giant battery could.
12
35000
2000
Mógłby za to ogromny akumulator.
00:52
With a giant battery,
13
37000
2000
Mając do dyspozycji ogromny akumulator,
00:54
we'd be able to address the problem of intermittency
14
39000
3000
rozwiązalibyśmy problem braku ciągłości,
00:57
that prevents wind and solar
15
42000
2000
który sprawia, że energia wiatrowa i słoneczna
00:59
from contributing to the grid
16
44000
2000
nie jest w stanie zasilać sieci
01:01
in the same way that coal, gas and nuclear do today.
17
46000
4000
tak, jak obecnie węglowa, gazowa i atomowa.
01:05
You see, the battery
18
50000
2000
Akumulator
01:07
is the key enabling device here.
19
52000
3000
to tutaj kluczowe urządzenie.
01:10
With it, we could draw electricity from the sun
20
55000
3000
Mając go, moglibyśmy korzystać z energii słonecznej,
01:13
even when the sun doesn't shine.
21
58000
2000
nawet w okresach, kiedy słońce nie świeci.
01:15
And that changes everything.
22
60000
3000
I to właśnie zmienia wszystko.
01:18
Because then renewables
23
63000
2000
Ponieważ energia odnawialna,
01:20
such as wind and solar
24
65000
2000
jak wiatr i słońce,
01:22
come out from the wings,
25
67000
2000
trafia wtedy z łopat wirnika
01:24
here to center stage.
26
69000
2000
tutaj do samego środka.
01:26
Today I want to tell you about such a device.
27
71000
3000
Chcę dziś opowiedzieć o takim urządzeniu.
01:29
It's called the liquid metal battery.
28
74000
2000
To akumulator z płynnych metali.
01:31
It's a new form of energy storage
29
76000
2000
Jest to nowy sposób magazynowania energii,
01:33
that I invented at MIT
30
78000
3000
który opracowałem na MIT
01:36
along with a team of my students
31
81000
2000
wraz z zespołem studentów
01:38
and post-docs.
32
83000
2000
i doktorantów.
01:40
Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.
33
85000
3000
Motywem przewodnim tegorocznej Konferencji TED jest Pełne Spektrum.
01:43
The OED defines spectrum
34
88000
3000
OED (Oxford English Dictionary) definiuje spektrum
01:46
as "The entire range of wavelengths
35
91000
3000
jako "Całkowity zakres długości fal
01:49
of electromagnetic radiation,
36
94000
2000
promieniowania elektromagnetycznego,
01:51
from the longest radio waves to the shortest gamma rays
37
96000
3000
od najdłuższych fal radiowych po najkrótsze promienie gamma,
01:54
of which the range of visible light
38
99000
3000
w którym zakres światła widzialnego
01:57
is only a small part."
39
102000
2000
jest tylko małą częścią".
01:59
So I'm not here today only to tell you
40
104000
2000
Dziś opowiem więc nie tylko o tym,
02:01
how my team at MIT has drawn out of nature
41
106000
3000
jak mój zespół na MIT zaczerpnął z natury
02:04
a solution to one of the world's great problems.
42
109000
3000
rozwiązanie jednego z największych problemów ludzkości.
02:07
I want to go full spectrum and tell you how,
43
112000
3000
Chcę w pełnym zakresie przedstawić wam
02:10
in the process of developing
44
115000
2000
jak w trakcie rozwijania
02:12
this new technology,
45
117000
2000
tej nowej technologii,
02:14
we've uncovered some surprising heterodoxies
46
119000
3000
odkryliśmy zaskakująco nietypowe rozwiązania,
02:17
that can serve as lessons for innovation,
47
122000
3000
które teraz mogą służyć jako lekcje innowacji,
02:20
ideas worth spreading.
48
125000
3000
pomysły warte rozpowszechniania.
02:23
And you know,
49
128000
2000
I jeśli mamy przyczynić się do rozwiązania problemów energetycznych naszego kraju
02:25
if we're going to get this country out of its current energy situation,
50
130000
4000
I jeśli mamy przyczynić się do rozwiązania problemów energetycznych naszego kraju,
02:29
we can't just conserve our way out;
51
134000
3000
nie możemy osiągnąć tego tylko na drodze oszczędności;
02:32
we can't just drill our way out;
52
137000
3000
nie możemy osiągnąć tego tylko wiertłami;
02:35
we can't bomb our way out.
53
140000
2000
i nie możemy osiągnąć tego tylko bombami.
02:37
We're going to do it the old-fashioned American way,
54
142000
2000
Zrobimy to na stary amerykański sposób,
02:39
we're going to invent our way out,
55
144000
2000
osiągniemy to drogą wynalazku,
02:41
working together.
56
146000
2000
pracując wspólnie.
02:43
(Applause)
57
148000
3000
(Oklaski)
02:46
Now let's get started.
58
151000
2000
No to zaczynajmy.
02:48
The battery was invented about 200 years ago
59
153000
3000
Akumulator został wynaleziony ok. 200 lat temu
02:51
by a professor, Alessandro Volta,
60
156000
2000
przez profesora Alessandro Voltę
02:53
at the University of Padua in Italy.
61
158000
3000
na Uniwersytecie w Padwie we Włoszech.
02:56
His invention gave birth to a new field of science,
62
161000
2000
Jego wynalazek dał początek nowej dziedzinie nauki,
02:58
electrochemistry,
63
163000
2000
elektrochemii,
03:00
and new technologies
64
165000
2000
oraz nowym technologiom
03:02
such as electroplating.
65
167000
2000
jak np. galwanizacji.
03:04
Perhaps overlooked,
66
169000
2000
Prawdopodobnie przeoczonym zostało,
03:06
Volta's invention of the battery
67
171000
2000
że wynalezienie akumulatora przez Voltę
03:08
for the first time also
68
173000
2000
po raz pierwszy także
03:10
demonstrated the utility of a professor.
69
175000
2000
potwierdziło użyteczność profesorów.
03:12
(Laughter)
70
177000
2000
(Śmiech)
03:14
Until Volta, nobody could imagine
71
179000
2000
Do czasów Volty, nikt nie wyobrażał sobie,
03:16
a professor could be of any use.
72
181000
3000
że mógłby być jakikolwiek pożytek z profesora.
03:19
Here's the first battery --
73
184000
3000
Oto pierwszy akumulator,
03:22
a stack of coins, zinc and silver,
74
187000
3000
stos monet, cynk i srebro,
03:25
separated by cardboard soaked in brine.
75
190000
2000
oddzielone tekturą nasiąkniętą solanką.
03:27
This is the starting point
76
192000
2000
To pierwszy krok
03:29
for designing a battery --
77
194000
2000
do stworzenia akumulatora,
03:31
two electrodes,
78
196000
2000
dwie elektrody,
03:33
in this case metals of different composition,
79
198000
2000
w tym przypadku, metale o różnej strukturze,
03:35
and an electrolyte,
80
200000
2000
i elektrolit,
03:37
in this case salt dissolved in water.
81
202000
2000
tu akurat sól rozpuszczona w wodzie.
03:39
The science is that simple.
82
204000
2000
Nauka jest taka prosta.
03:41
Admittedly, I've left out a few details.
83
206000
4000
Wprawdzie pominąłem tu kilka szczegółów.
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
Nauczyłem was już,
03:47
that battery science is straightforward
85
212000
2000
że nauka związana z akumulatorami jest prosta
03:49
and the need for grid-level storage
86
214000
2000
i istnieje potrzeba magazynowania energii na dużą skalę
03:51
is compelling,
87
216000
2000
i istnieje potrzeba magazynowania energii na dużą skalę,
03:53
but the fact is
88
218000
2000
ale prawda jest taka,
03:55
that today there is simply no battery technology
89
220000
3000
że obecnie nie mamy takiej technologii akumulatorów
03:58
capable of meeting
90
223000
2000
która byłaby zdolna sprostać
04:00
the demanding performance requirements of the grid --
91
225000
4000
wymaganiom czynnościowym sieci elektrycznej,
04:04
namely uncommonly high power,
92
229000
2000
a więc: niespotykanie duża moc,
04:06
long service lifetime
93
231000
2000
długa żywotność
04:08
and super-low cost.
94
233000
2000
i super niskie koszty.
04:10
We need to think about the problem differently.
95
235000
3000
Musimy spojrzeć na ten problem inaczej:
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
musimy myśleć w kategoriach dużej skali,
04:15
we need to think cheap.
97
240000
2000
a jednocześnie niskich kosztów.
04:17
So let's abandon the paradigm
98
242000
2000
Porzućmy więc typowe podejście
04:19
of let's search for the coolest chemistry
99
244000
3000
polegające na szukaniu najbardziej imponującej chemii
04:22
and then hopefully we'll chase down the cost curve
100
247000
2000
z nadzieją, że uda nam się potem zminimalizować koszty
04:24
by just making lots and lots of product.
101
249000
3000
wciąż zwiększając i zwiększając produkcję.
04:27
Instead, let's invent
102
252000
2000
Zamiast tego, wynajdźmy coś,
04:29
to the price point of the electricity market.
103
254000
3000
kierując się akceptowalną ceną na rynku energii.
04:32
So that means
104
257000
2000
To oznacza,
04:34
that certain parts of the periodic table
105
259000
2000
że pewne części układu okresowego pierwiastków
04:36
are axiomatically off-limits.
106
261000
2000
z zasady nie wchodzą w rachubę.
04:38
This battery needs to be made
107
263000
2000
Ten akumulator musi zostać wykonany
04:40
out of earth-abundant elements.
108
265000
2000
z elementów obficie występujących na Ziemi.
04:42
I say, if you want to make something dirt cheap,
109
267000
3000
Mówię, że jeśli chcesz zrobić coś, co jest tanie jak barszcz,
04:45
make it out of dirt --
110
270000
2000
zrób to z barszczu --
04:47
(Laughter)
111
272000
2000
(Śmiech)
04:49
preferably dirt
112
274000
2000
i to najlepiej
04:51
that's locally sourced.
113
276000
3000
z lokalnie zgromadzonych składników.
04:54
And we need to be able to build this thing
114
279000
3000
Musimy być w stanie zbudować tą rzecz
04:57
using simple manufacturing techniques and factories
115
282000
3000
przy użyciu prostych technik produkcji i fabryk
05:00
that don't cost us a fortune.
116
285000
3000
które nie kosztują zbyt dużo.
05:04
So about six years ago,
117
289000
2000
Około 6 lat temu
05:06
I started thinking about this problem.
118
291000
2000
zacząłem zastanawiać się nad tym problemem.
05:08
And in order to adopt a fresh perspective,
119
293000
3000
Starając się przyjąć świeżą perspektywę,
05:11
I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.
120
296000
4000
szukałem inspiracji poza dziedziną magazynowania energii.
05:15
In fact, I looked to a technology
121
300000
3000
Właściwie to przyjrzałem się technologii,
05:18
that neither stores nor generates electricity,
122
303000
3000
która nie ma nic wspólnego ani z magazynowaniem, ani z wytwarzaniem energii elektrycznej,
05:21
but instead consumes electricity,
123
306000
2000
a za to zużywa jej ogromne ilości.
05:23
huge amounts of it.
124
308000
2000
a za to zużywa jej ogromne ilości.
05:25
I'm talking about the production of aluminum.
125
310000
4000
Mam na myśli produkcję aluminium.
05:29
The process was invented in 1886
126
314000
2000
Proces ten został wynaleziony w 1886 r.
05:31
by a couple of 22-year-olds --
127
316000
2000
przez dwójkę 22-latków --
05:33
Hall in the United States and Heroult in France.
128
318000
3000
Halla ze Stanów Zjednoczonych i Heroult z Francji.
05:36
And just a few short years following their discovery,
129
321000
3000
I w ciągu tylko kilku lat od ich odkrycia,
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
aluminium,
05:41
from a precious metal costing as much as silver
131
326000
3000
z metalu równie cennego jak srebro, zmieniło się
05:44
to a common structural material.
132
329000
3000
w popularny materiał budowlany.
05:47
You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.
133
332000
3000
Oto komórka nowoczesnej huty aluminium.
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
Ma ok. 15 m szerokości
05:52
and recedes about half a mile --
135
337000
2000
i ciągnie się przez ok. 800 m --
05:54
row after row of cells
136
339000
3000
rząd za rzędem komórek,
05:57
that, inside, resemble Volta's battery,
137
342000
3000
które w środku przypominają akumulator Volty,
06:00
with three important differences.
138
345000
2000
z trzema istotnymi różnicami.
06:02
Volta's battery works at room temperature.
139
347000
3000
Akumulator Volty pracuje w temperaturze pokojowej.
06:05
It's fitted with solid electrodes
140
350000
3000
Jest zaopatrzony w stałe elektrody
06:08
and an electrolyte that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
i elektrolit w formie roztworu wodnego soli.
06:11
The Hall-Heroult cell
142
356000
2000
Z kolei komórka Halla-Heroulta
06:13
operates at high temperature,
143
358000
2000
pracuje w wysokiej temperaturze,
06:15
a temperature high enough
144
360000
2000
wysokiej na tyle,
06:17
that the aluminum metal product is liquid.
145
362000
2000
że aluminium jako produkt jest metalem płynnym.
06:19
The electrolyte
146
364000
2000
Elektrolitem
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
nie jest wodny roztwór soli,
06:23
but rather salt that's melted.
148
368000
2000
lecz sól która została stopiona.
06:25
It's this combination of liquid metal,
149
370000
2000
To ta kombinacja płynnego metalu,
06:27
molten salt and high temperature
150
372000
3000
stopionej soli i wysokiej temperatury
06:30
that allows us to send high current through this thing.
151
375000
4000
pozwala nam na przesyłanie przez nie prądu o wysokich natężeniach.
06:34
Today, we can produce virgin metal from ore
152
379000
3000
W dzisiejszych czasach, uzyskanie metali z rud,
06:37
at a cost of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
kosztuje nas nie więcej niż dolara za kilogram.
06:40
That's the economic miracle
154
385000
2000
To cud ekonomiczny
06:42
of modern electrometallurgy.
155
387000
2000
współczesnej elektrometalurgii.
06:44
It is this that caught and held my attention
156
389000
3000
Właśnie to przyciągnęło i skupiło moją uwagę
06:47
to the point that I became obsessed with inventing a battery
157
392000
4000
do tego stopnia, że ogarnęła mnie obsesja na punkcie wynalezienia akumulatora,
06:51
that could capture this gigantic economy of scale.
158
396000
4000
który uchwyciłby tę gigantyczną ekonomię skali.
06:55
And I did.
159
400000
2000
No i udało się.
06:57
I made the battery all liquid --
160
402000
3000
Zbudowałem akumulator w całości w stanie płynnym --
07:00
liquid metals for both electrodes
161
405000
2000
obie elektrody z płynnych metali
07:02
and a molten salt for the electrolyte.
162
407000
2000
i elektrolit ze stopionej soli.
07:04
I'll show you how.
163
409000
3000
Pokażę wam jak.
07:24
So I put low-density
164
429000
3000
Na górze umieściłem płynny metal o małej gęstości,
07:27
liquid metal at the top,
165
432000
4000
Na górze umieściłem płynny metal o małej gęstości,
07:31
put a high-density liquid metal at the bottom,
166
436000
6000
na dole płynny metal o dużej gęstości,
07:37
and molten salt in between.
167
442000
3000
a w środku stopioną sól.
07:43
So now,
168
448000
2000
Pytanie,
07:45
how to choose the metals?
169
450000
3000
jak wybrać właściwe metale?
07:48
For me, the design exercise
170
453000
2000
Dla mnie, każdy projekt
07:50
always begins here
171
455000
2000
zawsze zaczyna się tutaj,
07:52
with the periodic table,
172
457000
2000
na tablicy okresowej pierwiastków,
07:54
enunciated by another professor,
173
459000
2000
ogłoszonej przez kolejnego profesora,
07:56
Dimitri Mendeleyev.
174
461000
2000
Dmitrija Mendelejewa.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
Wszystko co znamy
08:00
is made of some combination
176
465000
2000
składa się z jakiejś kombinacji
08:02
of what you see depicted here.
177
467000
3000
tego, co mamy tu przedstawione.
08:05
And that includes our own bodies.
178
470000
2000
Łącznie z naszymi własnymi organizmami.
08:07
I recall the very moment one day
179
472000
3000
Pamiętam dokładnie moment,
08:10
when I was searching for a pair of metals
180
475000
3000
gdy pewnego dnia poszukiwałem pary metali,
08:13
that would meet the constraints
181
478000
2000
która spełniałaby narzucone warunki
08:15
of earth abundance,
182
480000
2000
powszechnego występowania na Ziemi,
08:17
different, opposite density
183
482000
3000
skrajnie różnej gęstości,
08:20
and high mutual reactivity.
184
485000
2000
i wykazywałyby wysoką wzajemną reaktywność.
08:22
I felt the thrill of realization
185
487000
2000
Przeszedł mnie dreszcz ekscytacji,
08:24
when I knew I'd come upon the answer.
186
489000
3000
kiedy uświadomiłem sobie, że znalazłem odpowiedź.
08:29
Magnesium for the top layer.
187
494000
3000
Magnez na górną warstwę.
08:32
And antimony
188
497000
2000
I antymon
08:34
for the bottom layer.
189
499000
3000
na dolną warstwę.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
Wiecie, muszę wam powiedzieć,
08:39
one of the greatest benefits of being a professor:
191
504000
3000
że jedną z największych zalet bycia profesorem
08:42
colored chalk.
192
507000
2000
jest kolorowa kreda.
08:44
(Laughter)
193
509000
3000
(Śmiech)
08:47
So to produce current,
194
512000
3000
Więc żeby wytworzyć prąd,
08:50
magnesium loses two electrons
195
515000
2000
magnez traci dwa elektrony
08:52
to become magnesium ion,
196
517000
3000
i staje się jonem magnezu,
08:55
which then migrates across the electrolyte,
197
520000
2000
który z kolei migruje przez elektrolit,
08:57
accepts two electrons from the antimony,
198
522000
3000
przyłącza 2 elektrony od antymonu,
09:00
and then mixes with it to form an alloy.
199
525000
3000
i miesza się z nim tworząc stop.
09:03
The electrons go to work
200
528000
2000
Elektrony idą pracować
09:05
in the real world out here,
201
530000
3000
tutaj, w prawdziwym świecie,
09:08
powering our devices.
202
533000
3000
napędzając nasze urządzenia.
09:14
Now to charge the battery,
203
539000
3000
Żeby naładować akumulator,
09:17
we connect a source of electricity.
204
542000
3000
podłączamy źródło energii elektrycznej.
09:20
It could be something like a wind farm.
205
545000
3000
Może być to np. farma wiatrowa.
09:24
And then we reverse the current.
206
549000
4000
I wtedy odwracamy kierunek prądu.
09:28
And this forces magnesium to de-alloy
207
553000
5000
To zmusza magnez do oddzielenia się
09:33
and return to the upper electrode,
208
558000
3000
i powrotu na górną elektrodę,
09:36
restoring the initial constitution of the battery.
209
561000
5000
tym samym odtwarzając początkowy stan akumulatora.
09:41
And the current passing between the electrodes
210
566000
3000
Przy tym, prąd przepływający między elektrodami
09:44
generates enough heat to keep it at temperature.
211
569000
3000
wytwarza wystarczająco dużo ciepła, by utrzymać wymaganą temperaturę.
09:47
It's pretty cool,
212
572000
3000
Brzmi nieźle,
09:50
at least in theory.
213
575000
2000
przynajmniej teoretycznie.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
Ale czy faktycznie działa?
09:54
So what to do next?
215
579000
2000
Więc jaki jest kolejny krok?
09:56
We go to the laboratory.
216
581000
2000
Idziemy do laboratorium.
09:58
Now do I hire seasoned professionals?
217
583000
4000
I czy zatrudniam doświadczonych profesjonalistów?
10:02
No, I hire a student
218
587000
3000
Nie. Zatrudniam studenta
10:05
and mentor him,
219
590000
2000
i pomagam mu,
10:07
teach him how to think about the problem,
220
592000
3000
uczę go, w jaki sposób podchodzić do problemu,
10:10
to see it from my perspective
221
595000
2000
aby ujrzeć go z mojego punktu widzenia,
10:12
and then turn him loose.
222
597000
2000
i później pozwalam mu pracować samodzielnie.
10:14
This is that student, David Bradwell,
223
599000
2000
To właśnie ten student, David Bradwell,
10:16
who, in this image,
224
601000
2000
który, na tym zdjęciu,
10:18
appears to be wondering if this thing will ever work.
225
603000
3000
wydaje zastanawiać się, czy ten wynalazek w ogóle zadziała.
10:21
What I didn't tell David at the time
226
606000
2000
Nie przyznałem się wtedy Davidowi,
10:23
was I myself wasn't convinced it would work.
227
608000
3000
że sam nie byłem przekonany, że zadziała.
10:26
But David's young and he's smart
228
611000
2000
Ale David jest młody i mądry
10:28
and he wants a Ph.D.,
229
613000
2000
i chce zrobić doktorat
10:30
and he proceeds to build --
230
615000
2000
i kontynuuje pracę...
10:32
(Laughter)
231
617000
2000
(Śmiech)
10:34
He proceeds to build
232
619000
2000
Kontynuuje pracę
10:36
the first ever liquid metal battery
233
621000
2000
nad pierwszym akumulatorem z płynnych metali
10:38
of this chemistry.
234
623000
2000
w dzisiejszej chemii.
10:40
And based on David's initial promising results,
235
625000
3000
I na podstawie obiecujących pierwszych wyników Dawida,
10:43
which were paid
236
628000
2000
które opłacone zostały
10:45
with seed funds at MIT,
237
630000
3000
przez MIT,
10:48
I was able to attract major research funding
238
633000
3000
udało mi się pozyskać dofinansowanie na badania
10:51
from the private sector
239
636000
2000
z sektora prywatnego
10:53
and the federal government.
240
638000
2000
i rządu federalnego.
10:55
And that allowed me to expand my group to 20 people,
241
640000
3000
I to pozwoliło mi na zwiększenie mojej grupy do 20 osób,
10:58
a mix of graduate students, post-docs
242
643000
2000
magistrów, doktorantów,
11:00
and even some undergraduates.
243
645000
2000
a nawet licencjatów.
11:02
And I was able to attract really, really good people,
244
647000
3000
I udało mi się zgromadzić naprawdę wspaniałych, wspaniałych ludzi,
11:05
people who share my passion
245
650000
2000
ludzi, którzy dzielą ze mną pasję
11:07
for science and service to society,
246
652000
2000
do nauki i służby społeczeństwu,
11:09
not science and service for career building.
247
654000
4000
a nie nauki dla rozwoju własnej kariery.
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
I jeśli zapytacie któregoś z nich
11:15
why they work on liquid metal battery,
249
660000
2000
dlaczego pracuje nad akumulatorem z płynnych metali,
11:17
their answer would hearken back
250
662000
2000
odpowiedź nasunie wam na myśl
11:19
to President Kennedy's remarks
251
664000
2000
Prezydenta Kennedy'ego
11:21
at Rice University in 1962
252
666000
3000
na Uniwersytecie Rice w 1962 r
11:24
when he said -- and I'm taking liberties here --
253
669000
2000
kiedy mówił -- i nieco pozwalam tu sobie --
11:26
"We choose to work on grid-level storage,
254
671000
2000
"Wybieramy pracę nad magazynowaniem energii sieci elektrycznej,
11:28
not because it is easy,
255
673000
2000
nie dlatego, że jest to zadanie proste,
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
lecz dlatego, że jest trudne."
11:32
(Applause)
257
677000
6000
(Oklaski)
11:39
So this is the evolution of the liquid metal battery.
258
684000
3000
Tak więc wygląda ewolucja akumulatora z płynnych metali.
11:42
We start here with our workhorse one watt-hour cell.
259
687000
3000
Zaczynamy tu od naszego konia pociągowego - 1-wato-godzinnej komórki.
11:45
I called it the shotglass.
260
690000
2000
Nazwałem ją kielonkiem.
11:47
We've operated over 400 of these,
261
692000
3000
Obsługiwaliśmy ich ponad 400,
11:50
perfecting their performance with a plurality of chemistries --
262
695000
3000
doskonaląc je użyciem różnych kombinacji chemicznych --
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
nie tylko magnezu i antymonu.
11:55
Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.
264
700000
3000
W którymś momencie zwiększyliśmy skalę do komórki 20-wato-godzinnej.
11:58
I call it the hockey puck.
265
703000
2000
Nazywam ją krążkiem hokejowym.
12:00
And we got the same remarkable results.
266
705000
2000
I otrzymaliśmy tak samo niezwykłe rezultaty.
12:02
And then it was onto the saucer.
267
707000
2000
I wtedy nadszedł czas na spodek.
12:04
That's 200 watt-hours.
268
709000
2000
To jest 200 wato-godzin.
12:06
The technology was proving itself
269
711000
2000
Technologia wykazywała się
12:08
to be robust and scalable.
270
713000
3000
stabilnością i skalowalnością.
12:11
But the pace wasn't fast enough for us.
271
716000
2000
Ale dla nas, postęp nie był wystarczająco szybki.
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
Więc około półtora roku temu,
12:15
David and I,
273
720000
2000
David i ja,
12:17
along with another research staff-member,
274
722000
2000
wraz z jeszcze jednym członkiem grupy badawczej,
12:19
formed a company
275
724000
2000
założyliśmy firmę,
12:21
to accelerate the rate of progress
276
726000
2000
żeby przyspieszyć proces rozwoju
12:23
and the race to manufacture product.
277
728000
2000
w wyścigu do rozpoczęcia produkcji.
12:25
So today at LMBC,
278
730000
2000
Tak więc dzisiaj w LMBC,
12:27
we're building cells 16 inches in diameter
279
732000
2000
budujemy komórki o średnicy 40 cm
12:29
with a capacity of one kilowatt-hour --
280
734000
2000
i pojemności 1 kilowatogodziny --
12:31
1,000 times the capacity
281
736000
3000
1000 razy większej
12:34
of that initial shotglass cell.
282
739000
2000
od tej pierwszej komórki "kielonka".
12:36
We call that the pizza.
283
741000
2000
Nazywamy ją pizzą.
12:38
And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.
284
743000
3000
A teraz patrzymy już na komórkę o pojemności 4-kilowatogodzin.
12:41
It's going to be 36 inches in diameter.
285
746000
2000
Będzie miała średnicę 91 cm.
12:43
We call that the bistro table,
286
748000
2000
Nazywamy ją stolikiem bistro,
12:45
but it's not ready yet for prime-time viewing.
287
750000
2000
ale nie jest jeszcze gotowa do pokazania w wieczornej telewizji.
12:47
And one variant of the technology
288
752000
2000
I jedno z rozwiązań technologicznych, które przewidujemy
12:49
has us stacking these bistro tabletops into modules,
289
754000
4000
zakłada układanie tych blatów stołowych jeden na drugim w moduły,
12:53
aggregating the modules into a giant battery
290
758000
3000
agregację tych modułów w wielki akumulator
12:56
that fits in a 40-foot shipping container
291
761000
2000
który zmieściłby się w 12-metrowym kontenerze spedycyjnym
12:58
for placement in the field.
292
763000
2000
do umieszczenia w terenie.
13:00
And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --
293
765000
3000
I to ma 2 megawatogodziny pojemności znamionowej --
13:03
two million watt-hours.
294
768000
2000
dwa miliony watogodzin.
13:05
That's enough energy
295
770000
2000
To jest wystarczająca ilość energii
13:07
to meet the daily electrical needs
296
772000
2000
żeby pokryć dzienne zapotrzebowanie
13:09
of 200 American households.
297
774000
2000
200 amerykańskich gospodarstw.
13:11
So here you have it, grid-level storage:
298
776000
3000
Więc proszę - magazynowanie na poziomie sieci elektrycznej,
13:14
silent, emissions-free,
299
779000
3000
ciche, bezemisyjne,
13:17
no moving parts,
300
782000
2000
bez ruchomych części,
13:19
remotely controlled,
301
784000
2000
zdalnie sterowane,
13:21
designed to the market price point
302
786000
3000
zaprojektowane do ceny rynkowej
13:24
without subsidy.
303
789000
3000
bez dotacji.
13:27
So what have we learned from all this?
304
792000
2000
Czego się więc z tego wszystkiego nauczyliśmy?
13:29
(Applause)
305
794000
6000
(Oklaski)
13:35
So what have we learned from all this?
306
800000
2000
Czego się więc z tego wszystkiego nauczyliśmy?
13:37
Let me share with you
307
802000
2000
Pozwólcie, że podzielę się z wami
13:39
some of the surprises, the heterodoxies.
308
804000
3000
niektórymi z niespodzianek i heterodoksji.
13:42
They lie beyond the visible.
309
807000
2000
Kryją się poza tym, co widoczne.
13:44
Temperature:
310
809000
2000
Temperatura:
13:46
Conventional wisdom says set it low,
311
811000
2000
Konwencjonalna mądrość głosi, że trzeba utrzymywać ją na niskim poziomie,
13:48
at or near room temperature,
312
813000
2000
mniej więcej w temperaturze pokojowej,
13:50
and then install a control system to keep it there.
313
815000
3000
instalując systemy kontroli, które ją utrzymają.
13:53
Avoid thermal runaway.
314
818000
2000
Unikajcie ucieczki ciepła.
13:55
Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature
315
820000
3000
Akumulator z płynnych metali jest tak zaprojektowany, aby działać w podwyższonej temperaturze
13:58
with minimum regulation.
316
823000
3000
przy minimalnej regulacji.
14:01
Our battery can handle the very high temperature rises
317
826000
3000
Nasza bateria wytrzyma bardzo duże wzrosty temperatury
14:04
that come from current surges.
318
829000
4000
związane z dużymi skokami napięcia.
14:08
Scaling: Conventional wisdom says
319
833000
3000
Skalowanie: Konwencjonalna mądrość głosi
14:11
reduce cost by producing many.
320
836000
2000
że zwiększając produkcję, minimalizujemy koszty.
14:13
Liquid metal battery is designed to reduce cost
321
838000
3000
Produkcja płynnych akumulatorów będzie niewielka
14:16
by producing fewer, but they'll be larger.
322
841000
3000
ale obniżymy koszty, bo będą one większe.
14:19
And finally, human resources:
323
844000
2000
I w końcu, zasoby ludzkie:
14:21
Conventional wisdom says
324
846000
2000
Konwencjonalna mądrość głosi
14:23
hire battery experts,
325
848000
2000
żę należy zatrudniać ekspertów,
14:25
seasoned professionals,
326
850000
2000
doświadczonych profesjonalistów,
14:27
who can draw upon their vast experience and knowledge.
327
852000
3000
którzy oprą się na swym szerokim doświadczeniu i wiedzy.
14:30
To develop liquid metal battery,
328
855000
2000
Żeby opracować akumulator z płynnych metali,
14:32
I hired students and post-docs and mentored them.
329
857000
3000
zatrudniłem studentów i doktorantów i ich mentorowałem.
14:35
In a battery,
330
860000
2000
W dziedzinie akumulatorów,
14:37
I strive to maximize electrical potential;
331
862000
3000
staram się maksymalizować potencjał elektryczny;
14:40
when mentoring,
332
865000
2000
podczas nauczania,
14:42
I strive to maximize human potential.
333
867000
2000
staram się maksymalizować potencjał ludzki.
14:44
So you see,
334
869000
2000
Więc jak widzicie,
14:46
the liquid metal battery story
335
871000
2000
historia o akumulatorze z płynnych metali
14:48
is more than an account
336
873000
2000
jest nie tylko zapisem
14:50
of inventing technology,
337
875000
2000
wynalazku technologii,
14:52
it's a blueprint
338
877000
2000
lecz także wzorem
14:54
for inventing inventors, full-spectrum.
339
879000
3000
na wynajdywanie wynalazców. Pełne spektrum.
14:57
(Applause)
340
882000
11000
(Oklaski)
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