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

Donald Sadoway: 发展可再生能源的关键钥匙

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使用太阳能和风能这样的可再生能源的关键点是什么呢? 储存——这样我们在太阳落山或者无风的时候仍可以拥有并使用能量.在这个充满启发性的公开演讲中,Donald Sadoway为我们展示了用来储存可再生能源的大型电池的未来. 如同他所说的那样:"我们需要以不同的角度来思考问题.我们需要往高处想.我们还需要往实惠处想."
- Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal." Full bio

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00:15
The electricity电力 powering供电 the lights灯火 in this theater剧院
0
0
3000
这个会场的照明用电
00:18
was generated产生 just moments瞬间 ago.
1
3000
3000
是刚刚发出的。
00:21
Because the way things stand today今天,
2
6000
3000
因为就当前技术能力而言,
00:24
electricity电力 demand需求 must必须 be in constant不变 balance平衡
3
9000
3000
电能的供求必须保持
00:27
with electricity电力 supply供应.
4
12000
3000
动态平衡。
00:30
If in the time that it took me to walk步行 out here on this stage阶段,
5
15000
3000
假设我从讲台这端走到那端的时间里
00:33
some tens of megawatts兆瓦 of wind power功率
6
18000
3000
一些十几兆瓦功率的风力发电机
00:36
stopped停止 pouring浇注 into the grid,
7
21000
3000
不再向我们的电网中供电,
00:39
the difference区别 would have to be made制作 up
8
24000
2000
瞬间产生的不平衡需立即由
00:41
from other generators发电机 immediately立即.
9
26000
4000
其他发电机发出的电能来消除。
00:45
But coal煤炭 plants植物, nuclear plants植物
10
30000
3000
但煤电厂,核工厂的
00:48
can't respond响应 fast快速 enough足够.
11
33000
2000
响应速度达不到要求。
00:50
A giant巨人 battery电池 could.
12
35000
2000
不过巨型电池可以做到这点。
00:52
With a giant巨人 battery电池,
13
37000
2000
利用巨型电池,
00:54
we'd星期三 be able能够 to address地址 the problem问题 of intermittency间歇
14
39000
3000
我们便能处理那些导致风力发电机
00:57
that prevents防止 wind and solar太阳能
15
42000
2000
和太阳能发电机间歇性
00:59
from contributing贡献 to the grid
16
44000
2000
熄火(停止供电)的问题。
01:01
in the same相同 way that coal煤炭, gas加油站 and nuclear do today今天.
17
46000
4000
目前,这是由煤、天然气和核能发电机保证的。
01:05
You see, the battery电池
18
50000
2000
你看,在这儿,电池
01:07
is the key enabling启用 device设备 here.
19
52000
3000
是运行正常进行的关键设备。
01:10
With it, we could draw electricity电力 from the sun太阳
20
55000
3000
有了它,我们可以使用太阳能
01:13
even when the sun太阳 doesn't shine闪耀.
21
58000
2000
甚至是在阴天的时候。
01:15
And that changes变化 everything.
22
60000
3000
于是一切都大不一样了。
01:18
Because then renewables可再生能源
23
63000
2000
因为那样的话,可再生能源
01:20
such这样 as wind and solar太阳能
24
65000
2000
如风能和太阳能就能通过呼呼旋转
01:22
come out from the wings翅膀,
25
67000
2000
的风翼或是太阳能板
01:24
here to center中央 stage阶段.
26
69000
2000
转化为电能来到这个舞台中央。
01:26
Today今天 I want to tell you about such这样 a device设备.
27
71000
3000
今天我想告诉你一些关于此种设备的信息。
01:29
It's called the liquid液体 metal金属 battery电池.
28
74000
2000
它叫做液体金属电池。
01:31
It's a new form形成 of energy能源 storage存储
29
76000
2000
它是一种全新的能量存储方式。
01:33
that I invented发明 at MITMIT
30
78000
3000
而我在麻省理工学院发明它,
01:36
along沿 with a team球队 of my students学生们
31
81000
2000
当然是和我的学生的团队和博士后们
01:38
and post-docs博士后.
32
83000
2000
一起发明它的。
01:40
Now the theme主题 of this year's年份 TEDTED Conference会议 is Full充分 Spectrum光谱.
33
85000
3000
现在,今年的 TED 大会的主题是全谱。
01:43
The OEDOED defines定义 spectrum光谱
34
88000
3000
OED(牛津英语字典) 中“光谱”的定义是
01:46
as "The entire整个 range范围 of wavelengths波长
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91000
3000
“电磁辐射波长的
01:49
of electromagnetic电磁 radiation辐射,
36
94000
2000
全集,
01:51
from the longest最长 radio无线电 waves波浪 to the shortest最短 gamma伽马 rays阳光
37
96000
3000
从波长最长的无线电波到波长最短的伽玛射线。
01:54
of which哪一个 the range范围 of visible可见 light
38
99000
3000
而在这其中可见光波长范围
01:57
is only a small part部分."
39
102000
2000
只占了一小部分。”
01:59
So I'm not here today今天 only to tell you
40
104000
2000
所以我在这里不仅仅是告诉你
02:01
how my team球队 at MITMIT has drawn out of nature性质
41
106000
3000
我在麻省理工学院的团队是如何从自然中
02:04
a solution to one of the world's世界 great problems问题.
42
109000
3000
得出的一个全球问题的解决方案的。
02:07
I want to go full充分 spectrum光谱 and tell you how,
43
112000
3000
我们还会过一下全谱,并且我会告诉你们,
02:10
in the process处理 of developing发展
44
115000
2000
在研发这种技术
02:12
this new technology技术,
45
117000
2000
的过程中,
02:14
we've我们已经 uncovered裸露 some surprising奇怪 heterodoxies异端
46
119000
3000
我们是如何发现一些可以作为创新经验的
02:17
that can serve服务 as lessons教训 for innovation革新,
47
122000
3000
非正统观点或教义。
02:20
ideas思路 worth价值 spreading传播.
48
125000
3000
这些是值得教授于人的思想。
02:23
And you know,
49
128000
2000
要知道,
02:25
if we're going to get this country国家 out of its current当前 energy能源 situation情况,
50
130000
4000
若想我们的国家走出其当前的能源困势,
02:29
we can't just conserve养护 our way out;
51
134000
3000
保守的做法是行不通的;
02:32
we can't just drill钻头 our way out;
52
137000
3000
在黑暗中冲撞是行不通的;
02:35
we can't bomb炸弹 our way out.
53
140000
2000
激进的破旧立新是行不通的。
02:37
We're going to do it the old-fashioned过时 American美国 way,
54
142000
2000
我们要用老式的美国方法,
02:39
we're going to invent发明 our way out,
55
144000
2000
我们要去发明创新
02:41
working加工 together一起.
56
146000
2000
一起集思广益,找到解决方法。
02:43
(Applause掌声)
57
148000
3000
(掌声)
02:46
Now let's get started开始.
58
151000
2000
现在我们开始今天的内容。
02:48
The battery电池 was invented发明 about 200 years年份 ago
59
153000
3000
约 200 年前,一位名叫亚历山德罗 · 沃尔塔的教授,
02:51
by a professor教授, Alessandro亚历山德罗 Volta沃尔特,
60
156000
2000
在意大利的帕多瓦大学
02:53
at the University大学 of Padua帕多瓦 in Italy意大利.
61
158000
3000
发明了电池。
02:56
His invention发明 gave birth分娩 to a new field领域 of science科学,
62
161000
2000
他的发明促使科学界产生了一个新领域——
02:58
electrochemistry电化学,
63
163000
2000
电化学,
03:00
and new technologies技术
64
165000
2000
以及相应的新技术
03:02
such这样 as electroplating电镀.
65
167000
2000
如电镀。
03:04
Perhaps也许 overlooked忽视,
66
169000
2000
也许我们忽略了一件事,
03:06
Volta's沃尔特的 invention发明 of the battery电池
67
171000
2000
伏特发明的电池
03:08
for the first time also
68
173000
2000
也是首次
03:10
demonstrated证明 the utility效用 of a professor教授.
69
175000
2000
证实了教授是很实用的一种人。
03:12
(Laughter笑声)
70
177000
2000
(笑声)
03:14
Until直到 Volta沃尔特, nobody没有人 could imagine想像
71
179000
2000
伏特的出现,打破了人们
03:16
a professor教授 could be of any use.
72
181000
3000
一贯的"教授无用论"。
03:19
Here's这里的 the first battery电池 --
73
184000
3000
这就是第一块的电池 — —
03:22
a stack of coins硬币, zinc and silver,
74
187000
3000
一堆用浸过盐水的纸板
03:25
separated分离 by cardboard纸板 soaked浸泡 in brine盐水.
75
190000
2000
分隔开的硬币、 锌、 银。
03:27
This is the starting开始 point
76
192000
2000
这是设计一块
03:29
for designing设计 a battery电池 --
77
194000
2000
电池的起点 — —
03:31
two electrodes电极,
78
196000
2000
两个电极,
03:33
in this case案件 metals金属 of different不同 composition组成,
79
198000
2000
这块电池中还有的不同功用的金属
03:35
and an electrolyte电解质,
80
200000
2000
和电解质,
03:37
in this case案件 salt dissolved溶解 in water.
81
202000
2000
这块电池中盐是溶解在水中的。
03:39
The science科学 is that simple简单.
82
204000
2000
科学就是这么简单。
03:41
Admittedly固然, I've left out a few少数 details细节.
83
206000
4000
不可否认,我放过了一些细节。
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
现在我已经告诉了大家
03:47
that battery电池 science科学 is straightforward直截了当
85
212000
2000
电池科学是很简单的。
03:49
and the need for grid-level电网级 storage存储
86
214000
2000
而且网级存储需要
03:51
is compelling引人注目,
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216000
2000
是迫切的。
03:53
but the fact事实 is
88
218000
2000
但事实上
03:55
that today今天 there is simply只是 no battery电池 technology技术
89
220000
3000
现在根本还没有电池技术
03:58
capable of meeting会议
90
223000
2000
能够满足
04:00
the demanding严格 performance性能 requirements要求 of the grid --
91
225000
4000
网格存储苛刻的性能要求,
04:04
namely亦即 uncommonly罕有 high power功率,
92
229000
2000
即非同寻常的高功率,
04:06
long service服务 lifetime一生
93
231000
2000
长寿命
04:08
and super-low超低价 cost成本.
94
233000
2000
和超低成本。
04:10
We need to think about the problem问题 differently不同.
95
235000
3000
我们需要换一种方式思考问题。
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
我们想要大容量,
04:15
we need to think cheap低廉.
97
240000
2000
我们想要价格便宜。
04:17
So let's abandon放弃 the paradigm范例
98
242000
2000
所以让我们不再考虑那种范式
04:19
of let's search搜索 for the coolest最酷 chemistry化学
99
244000
3000
先找到并使用最酷的化学药剂
04:22
and then hopefully希望 we'll chase down the cost成本 curve曲线
100
247000
2000
然后通过制造大量产品
04:24
by just making制造 lots and lots of product产品.
101
249000
3000
成功拉低成本曲线的范式。
04:27
Instead代替, let's invent发明
102
252000
2000
相反,让我们发明
04:29
to the price价钱 point of the electricity电力 market市场.
103
254000
3000
电力市场的价格点。
04:32
So that means手段
104
257000
2000
这意味着所以
04:34
that certain某些 parts部分 of the periodic定期 table
105
259000
2000
周期表中的某些部分
04:36
are axiomatically公理 off-limits禁止进入.
106
261000
2000
不言自明是利益禁地。
04:38
This battery电池 needs需求 to be made制作
107
263000
2000
这种电池的组成元素
04:40
out of earth-abundant地球上资源丰富 elements分子.
108
265000
2000
必须在地球上大量存在。
04:42
I say, if you want to make something dirt污垢 cheap低廉,
109
267000
3000
我说,如果你想要东西便宜的掉渣,
04:45
make it out of dirt污垢 --
110
270000
2000
那就土渣堆里制造出它— —
04:47
(Laughter笑声)
111
272000
2000
(笑声)
04:49
preferably优选 dirt污垢
112
274000
2000
最好还是本地
04:51
that's locally本地 sourced来源.
113
276000
3000
的土渣堆。
04:54
And we need to be able能够 to build建立 this thing
114
279000
3000
我们需要花费较少的简单些的
04:57
using运用 simple简单 manufacturing制造业 techniques技术 and factories工厂
115
282000
3000
制造技术和便宜的场地
05:00
that don't cost成本 us a fortune幸运.
116
285000
3000
来制造这些东西。
05:04
So about six years年份 ago,
117
289000
2000
所以约六年前,
05:06
I started开始 thinking思维 about this problem问题.
118
291000
2000
我就开始思考这个问题了。
05:08
And in order订购 to adopt采用 a fresh新鲜 perspective透视,
119
293000
3000
为了能对此问题有一个全新的视角,
05:11
I sought追捧 inspiration灵感 from beyond the field领域 of electricity电力 storage存储.
120
296000
4000
我从电力存储以外的领域寻求灵感。
05:15
In fact事实, I looked看着 to a technology技术
121
300000
3000
事实上,我曾沉浸于一种既不
05:18
that neither也不 stores商店 nor也不 generates生成 electricity电力,
122
303000
3000
存储,也不产生电力的技术中,
05:21
but instead代替 consumes消耗 electricity电力,
123
306000
2000
相反这种技术需要消耗电,
05:23
huge巨大 amounts of it.
124
308000
2000
而且相当费电。
05:25
I'm talking about the production生产 of aluminum.
125
310000
4000
我说的铝的生产技术。
05:29
The process处理 was invented发明 in 1886
126
314000
2000
该技术在1886年
05:31
by a couple一对 of 22-year-olds- 年的孩子 --
127
316000
2000
由一对22岁的夫妻— —
05:33
Hall大厅 in the United联合的 States状态 and Heroult赫劳尔特 in France法国.
128
318000
3000
来自美国的霍尔和来自法国的俄罗特,发明。
05:36
And just a few少数 short years年份 following以下 their discovery发现,
129
321000
3000
短短几年后,铝的制造工艺因他们的发明
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
而改变。
05:41
from a precious珍贵 metal金属 costing成本核算 as much as silver
131
326000
3000
铝不再如同银一般珍贵,
05:44
to a common共同 structural结构 material材料.
132
329000
3000
反而成为一种普通的建材。
05:47
You're looking at the cell细胞 house of a modern现代 aluminum smelter冶炼厂.
133
332000
3000
你们看到的是现代连铝厂的生产车间,
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
宽约 50 英尺(15.24米)
05:52
and recedes回落 about half a mile英里 --
135
337000
2000
长约半英里(1.6公里) — —
05:54
row after row of cells细胞
136
339000
3000
那里面有一排一排的单元组,
05:57
that, inside, resemble类似 Volta's沃尔特的 battery电池,
137
342000
3000
这类似于伏特电池。
06:00
with three important重要 differences分歧.
138
345000
2000
但是他们有三个重要的区别:
06:02
Volta's沃尔特的 battery电池 works作品 at room房间 temperature温度.
139
347000
3000
1. 伏特电池在室温下工作;
06:05
It's fitted with solid固体 electrodes电极
140
350000
3000
2. 伏特电池装有固体电极;
06:08
and an electrolyte电解质 that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
3. 其电解质是由盐和水组成的。
06:11
The Hall-Heroult霍尔赫劳尔特 cell细胞
142
356000
2000
霍尔-俄罗特工作单元
06:13
operates操作 at high temperature温度,
143
358000
2000
则是在高温下工作的。
06:15
a temperature温度 high enough足够
144
360000
2000
该温度需要能够
06:17
that the aluminum metal金属 product产品 is liquid液体.
145
362000
2000
使铝保持在液体状态。
06:19
The electrolyte电解质
146
364000
2000
这里的电解液
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
也不是由盐和水组成的,
06:23
but rather salt that's melted融化了.
148
368000
2000
而是由融化的盐组成的。
06:25
It's this combination组合 of liquid液体 metal金属,
149
370000
2000
这个液态金属,
06:27
molten熔融 salt and high temperature温度
150
372000
3000
熔盐和高温的组合是相当好的导体,
06:30
that allows允许 us to send发送 high current当前 through通过 this thing.
151
375000
4000
我们通过它传输高电流。
06:34
Today今天, we can produce生产 virgin处女 metal金属 from ore矿石
152
379000
3000
今天,我们可以以低于 50 美分一磅的成本
06:37
at a cost成本 of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
从原矿中提炼出纯净的金属。
06:40
That's the economic经济 miracle奇迹
154
385000
2000
这就是现代电冶金技术
06:42
of modern现代 electrometallurgy电冶金.
155
387000
2000
的经济奇迹。
06:44
It is this that caught抓住 and held保持 my attention注意
156
389000
3000
这点牢牢地抓住了我的注意。
06:47
to the point that I became成为 obsessed痴迷 with inventing发明了 a battery电池
157
392000
4000
我不停想发明出一种能够获得
06:51
that could capture捕获 this gigantic巨大 economy经济 of scale规模.
158
396000
4000
如此巨大经济利益的电池。
06:55
And I did.
159
400000
2000
现在我做到了。
06:57
I made制作 the battery电池 all liquid液体 --
160
402000
3000
我发明了液态电池 — —
07:00
liquid液体 metals金属 for both electrodes电极
161
405000
2000
该电池的电极是由液态金属构成的,
07:02
and a molten熔融 salt for the electrolyte电解质.
162
407000
2000
其电解液则是由融盐构成的。
07:04
I'll show显示 you how.
163
409000
3000
我将告诉你们这是如何实现的。
07:24
So I put low-density低密度
164
429000
3000
我把低密度
07:27
liquid液体 metal金属 at the top最佳,
165
432000
4000
的液态金属放在顶部,
07:31
put a high-density高密度 liquid液体 metal金属 at the bottom底部,
166
436000
6000
高密度的液态金属放在底部,
07:37
and molten熔融 salt in between之间.
167
442000
3000
中间则放置着融盐。
07:43
So now,
168
448000
2000
所以,现在,
07:45
how to choose选择 the metals金属?
169
450000
3000
如何选择金属?
07:48
For me, the design设计 exercise行使
170
453000
2000
对我来说,设计工作
07:50
always begins开始 here
171
455000
2000
总是从周期表
07:52
with the periodic定期 table,
172
457000
2000
这里开始的。
07:54
enunciated阐明 by another另一个 professor教授,
173
459000
2000
这是迪米特里门捷列夫教授
07:56
Dimitri迪米特里 Mendeleyev门捷列夫.
174
461000
2000
的名言。
07:58
Everything we know
175
463000
2000
我们所知道的一切
08:00
is made制作 of some combination组合
176
465000
2000
都是由这张表里的
08:02
of what you see depicted描绘 here.
177
467000
3000
元素组成的。
08:05
And that includes包括 our own拥有 bodies身体.
178
470000
2000
我们的身体也不例外。
08:07
I recall召回 the very moment时刻 one day
179
472000
3000
我记得某天某刻
08:10
when I was searching搜索 for a pair of metals金属
180
475000
3000
当我在寻找一些能够
08:13
that would meet遇到 the constraints限制
181
478000
2000
满足我的条件的金属,
08:15
of earth地球 abundance丰富,
182
480000
2000
那些在地球上大量存贮
08:17
different不同, opposite对面 density密度
183
482000
3000
不同的相对密度
08:20
and high mutual相互 reactivity反应.
184
485000
2000
与高互反应性的金属的时候。
08:22
I felt the thrill颤抖 of realization实现
185
487000
2000
我能感觉到我的心在颤抖,
08:24
when I knew知道 I'd come upon the answer回答.
186
489000
3000
因为我知道我就快找到答案了。
08:29
Magnesium for the top最佳 layer.
187
494000
3000
低密度的镁,放在顶部
08:32
And antimony
188
497000
2000
高密度的锑
08:34
for the bottom底部 layer.
189
499000
3000
放在底部。
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
知道我要告诉你们什么吗?
08:39
one of the greatest最大 benefits好处 of being存在 a professor教授:
191
504000
3000
做教授的好处之一就是:
08:42
colored有色 chalk粉笔.
192
507000
2000
可以用彩色粉笔。
08:44
(Laughter笑声)
193
509000
3000
(笑声)
08:47
So to produce生产 current当前,
194
512000
3000
那么,要产生电流,
08:50
magnesium loses失去 two electrons电子
195
515000
2000
镁要失去两个电子
08:52
to become成为 magnesium ion离子,
196
517000
3000
变成镁离子,
08:55
which哪一个 then migrates迁移 across横过 the electrolyte电解质,
197
520000
2000
然后镁离子将渡过电解液,
08:57
accepts接受 two electrons电子 from the antimony,
198
522000
3000
从锑分子获得两个电子
09:00
and then mixes混合 with it to form形成 an alloy合金.
199
525000
3000
并与锑化合形成一种新合金。
09:03
The electrons电子 go to work
200
528000
2000
产生出的电子
09:05
in the real真实 world世界 out here,
201
530000
3000
会在真实的世界,比如这里,
09:08
powering供电 our devices设备.
202
533000
3000
为我们的设备供电。
09:14
Now to charge收费 the battery电池,
203
539000
3000
现在,要给电池充电,
09:17
we connect a source资源 of electricity电力.
204
542000
3000
我们将它与电源相连。
09:20
It could be something like a wind farm农场.
205
545000
3000
电源可以一个风电场或是其他。
09:24
And then we reverse相反 the current当前.
206
549000
4000
我们使电流反向传输。
09:28
And this forces军队 magnesium to de-alloy脱合金
207
553000
5000
这将使原来的镁锑合金分解,
09:33
and return返回 to the upper electrode电极,
208
558000
3000
镁离子将返回到上部电极,
09:36
restoring恢复 the initial初始 constitution宪法 of the battery电池.
209
561000
5000
于是我们便还原到最初的电池结构及成分。
09:41
And the current当前 passing通过 between之间 the electrodes电极
210
566000
3000
电池两级传输的电流
09:44
generates生成 enough足够 heat to keep it at temperature温度.
211
569000
3000
会产生热量,这些热量足以维持电池处于一个相对恒定的温度。
09:47
It's pretty漂亮 cool,
212
572000
3000
这很酷,
09:50
at least最小 in theory理论.
213
575000
2000
至少在理论层面上是的。
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
但实践层面上如何呢?
09:54
So what to do next下一个?
215
579000
2000
那么下一步我们要做什么?
09:56
We go to the laboratory实验室.
216
581000
2000
我们会到实验室去。
09:58
Now do I hire聘请 seasoned老练 professionals专业人士?
217
583000
4000
我会去雇用经验丰富的专业人士吗?
10:02
No, I hire聘请 a student学生
218
587000
3000
不,我雇了一名学生
10:05
and mentor导师 him,
219
590000
2000
并且指导他,
10:07
teach him how to think about the problem问题,
220
592000
3000
传授他如何从我的角度,
10:10
to see it from my perspective透视
221
595000
2000
考虑这个问题,
10:12
and then turn him loose疏松.
222
597000
2000
然后我便放任他自由思考。
10:14
This is that student学生, David大卫 Bradwell布拉德韦尔,
223
599000
2000
那学生叫大卫 · 布拉德韦尔,
10:16
who, in this image图片,
224
601000
2000
就是照片里的人。
10:18
appears出现 to be wondering想知道 if this thing will ever work.
225
603000
3000
他似乎在思考这想法是否可行。
10:21
What I didn't tell David大卫 at the time
226
606000
2000
那时候我没有告诉大卫,
10:23
was I myself wasn't convinced相信 it would work.
227
608000
3000
我本人也相当怀疑该设备能正常工作。
10:26
But David's大卫 young年轻 and he's smart聪明
228
611000
2000
但大卫是个年轻人,他很聪明
10:28
and he wants a Ph博士.D.,
229
613000
2000
而且他想要一个博士学位,
10:30
and he proceeds收益 to build建立 --
230
615000
2000
于是他着手建立 — —
10:32
(Laughter笑声)
231
617000
2000
(笑声)
10:34
He proceeds收益 to build建立
232
619000
2000
他着手建立
10:36
the first ever liquid液体 metal金属 battery电池
233
621000
2000
史上第一个液态金属电池。
10:38
of this chemistry化学.
234
623000
2000
涉及到的化学原理就是我们上面提及的。
10:40
And based基于 on David's大卫 initial初始 promising有希望 results结果,
235
625000
3000
大卫的初步实验十分成功。
10:43
which哪一个 were paid支付
236
628000
2000
当时实验经费是
10:45
with seed种子 funds资金 at MITMIT,
237
630000
3000
麻省理工学院的种子资金。
10:48
I was able能够 to attract吸引 major重大的 research研究 funding资金
238
633000
3000
而后成果的实验结果吸引了私营企业和联邦政府
10:51
from the private私人的 sector扇形
239
636000
2000
投入大笔的研究资金,
10:53
and the federal联邦 government政府.
240
638000
2000
那是我们研究经费的主体。
10:55
And that allowed允许 me to expand扩大 my group to 20 people,
241
640000
3000
于是我有能力雇佣更多的人,我的团队扩充至20人。
10:58
a mix混合 of graduate毕业 students学生们, post-docs博士后
242
643000
2000
其中有研究生、博士后
11:00
and even some undergraduates本科生.
243
645000
2000
甚至有大学生。
11:02
And I was able能够 to attract吸引 really, really good people,
244
647000
3000
那时我能吸引来素质极佳的人,
11:05
people who share分享 my passion
245
650000
2000
他们同我一样对科学
11:07
for science科学 and service服务 to society社会,
246
652000
2000
及社会服务充满热情。
11:09
not science科学 and service服务 for career事业 building建造.
247
654000
4000
我们投入精力与这一切并不是为了所谓的职业规划建设。
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
如果你问这些人
11:15
why they work on liquid液体 metal金属 battery电池,
249
660000
2000
为什么他们从事液态金属电池的研究工作,
11:17
their answer回答 would hearken倾听 back
250
662000
2000
他们的答案将会使我们回想起
11:19
to President主席 Kennedy's肯尼迪 remarks备注
251
664000
2000
1962年肯尼迪总统
11:21
at Rice白饭 University大学 in 1962
252
666000
3000
于莱斯大学的演讲中的精辟之言
11:24
when he said -- and I'm taking服用 liberties自由 here --
253
669000
2000
我在这将较为随意的引用
11:26
"We choose选择 to work on grid-level电网级 storage存储,
254
671000
2000
"我们选择研究网级存储
11:28
not because it is easy简单,
255
673000
2000
不是因为它容易实现
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
而是因为它难以实现。”
11:32
(Applause掌声)
257
677000
6000
(掌声)
11:39
So this is the evolution演化 of the liquid液体 metal金属 battery电池.
258
684000
3000
这就是液态金属电池的演变。
11:42
We start开始 here with our workhorse驮马 one watt-hour瓦特时 cell细胞.
259
687000
3000
我们工作主力从这些功率为1Wh的胞元电池开始。
11:45
I called it the shotglass小酒杯.
260
690000
2000
我叫它 小酒杯(shotgalss)。
11:47
We've我们已经 operated操作 over 400 of these,
261
692000
3000
当时我们有超过 400 个小酒杯,
11:50
perfecting完善 their performance性能 with a plurality复数 of chemistries化学品 --
262
695000
3000
里面不单单是镁和锑,还有各式各样的化学药品。
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
我们为了提高其效能,才加进去的。
11:55
Along沿 the way we scaled缩放 up to the 20 watt-hour瓦特时 cell细胞.
264
700000
3000
趁胜出击,我们将胞元电池的储能从1Wh扩大到20Wh.
11:58
I call it the hockey曲棍球 puck冰球.
265
703000
2000
我称其为冰球。
12:00
And we got the same相同 remarkable卓越 results结果.
266
705000
2000
实验成绩显著。
12:02
And then it was onto the saucer茶托.
267
707000
2000
然后我们将体积扩大为碟型大小。
12:04
That's 200 watt-hours瓦特小时.
268
709000
2000
这就是 200 Wh的电池。
12:06
The technology技术 was proving证明 itself本身
269
711000
2000
该技术被证明其本身
12:08
to be robust强大的 and scalable可扩展性.
270
713000
3000
是强健的且可扩展的。
12:11
But the pace步伐 wasn't fast快速 enough足够 for us.
271
716000
2000
但对于我们而言,研发的步骤还是不够快。
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
所以一年半前,
12:15
David大卫 and I,
273
720000
2000
大卫和我,
12:17
along沿 with another另一个 research研究 staff-member工作人员,
274
722000
2000
以及另一个研究人员,
12:19
formed形成 a company公司
275
724000
2000
成立了一家公司。
12:21
to accelerate加速 the rate of progress进展
276
726000
2000
这样我们加快研发进度
12:23
and the race种族 to manufacture制造 product产品.
277
728000
2000
同时也加快了产品制造的竞争。
12:25
So today今天 at LMBCLMBC,
278
730000
2000
所以今天在 LMBC,
12:27
we're building建造 cells细胞 16 inches英寸 in diameter直径
279
732000
2000
我们可以构建直径 16 英寸的胞元电池
12:29
with a capacity容量 of one kilowatt-hour千瓦时 --
280
734000
2000
其容量为1kWh — —
12:31
1,000 times the capacity容量
281
736000
3000
是最初“小酒杯”胞元电池容量
12:34
of that initial初始 shotglass小酒杯 cell细胞.
282
739000
2000
的1000倍。
12:36
We call that the pizza比萨.
283
741000
2000
我们称其为比萨。
12:38
And then we've我们已经 got a four kilowatt-hour千瓦时 cell细胞 on the horizon地平线.
284
743000
3000
然后我们即将有4kWh的胞元电池。
12:41
It's going to be 36 inches英寸 in diameter直径.
285
746000
2000
它的直径为 36 英寸。
12:43
We call that the bistro小酒馆 table,
286
748000
2000
我们称之为酒馆小桌,
12:45
but it's not ready准备 yet然而 for prime-time黄金时间 viewing观看.
287
750000
2000
但它尚未准备好在黄金时段亮相。
12:47
And one variant变种 of the technology技术
288
752000
2000
这种技术的一个变体
12:49
has us stacking堆叠 these bistro小酒馆 tabletops桌面 into modules模块,
289
754000
4000
使我们能够将这些酒馆小桌按面堆叠成块,
12:53
aggregating聚集 the modules模块 into a giant巨人 battery电池
290
758000
3000
然后这些模块可以组合成一个巨大的电池。
12:56
that fits适合 in a 40-foot-脚丫子 shipping运输 container容器
291
761000
2000
这电池需要一个 40 英尺大的集装箱
12:58
for placement放置 in the field领域.
292
763000
2000
来放置它。
13:00
And this has a nameplate标示牌 capacity容量 of two megawatt-hours兆瓦时 --
293
765000
3000
其铭牌可标志额定容量为2TWh,
13:03
two million百万 watt-hours瓦特小时.
294
768000
2000
即200MWh。
13:05
That's enough足够 energy能源
295
770000
2000
其能力
13:07
to meet遇到 the daily日常 electrical电动 needs需求
296
772000
2000
以满足200 户美国家庭的
13:09
of 200 American美国 households.
297
774000
2000
日常电力需求。
13:11
So here you have it, grid-level电网级 storage存储:
298
776000
3000
在此,我们在网格级存储级别上实现了它:
13:14
silent无声, emissions-free零排放,
299
779000
3000
无声无排放
13:17
no moving移动 parts部分,
300
782000
2000
无移动部件,
13:19
remotely远程 controlled受控,
301
784000
2000
可远程控制,
13:21
designed设计 to the market市场 price价钱 point
302
786000
3000
而且价格适中
13:24
without subsidy补贴.
303
789000
3000
【不需资助(这点我不知道怎么翻)】。
13:27
So what have we learned学到了 from all this?
304
792000
2000
所以我们从中都学到了什么?
13:29
(Applause掌声)
305
794000
6000
(掌声)
13:35
So what have we learned学到了 from all this?
306
800000
2000
那么我们从这些经历中学到什么呢?
13:37
Let me share分享 with you
307
802000
2000
让我与你们分享
13:39
some of the surprises惊喜, the heterodoxies异端.
308
804000
3000
一些惊喜发现和异端的出发点。
13:42
They lie谎言 beyond the visible可见.
309
807000
2000
他们是不可见的。
13:44
Temperature温度:
310
809000
2000
温度:
13:46
Conventional常规 wisdom智慧 says set it low,
311
811000
2000
惯例是额定温度应是较低的温度,
13:48
at or near room房间 temperature温度,
312
813000
2000
比如室温或其左右,
13:50
and then install安装 a control控制 system系统 to keep it there.
313
815000
3000
然后安装一个控制系统来维持温度的稳定。
13:53
Avoid避免 thermal runaway逃跑.
314
818000
2000
避免热量散失。
13:55
Liquid液体 metal金属 battery电池 is designed设计 to operate操作 at elevated提高的 temperature温度
315
820000
3000
液态金属电池设计之初并未考虑温度设定的惯例
13:58
with minimum最低限度 regulation.
316
823000
3000
而是直接规划其在高温下工作。
14:01
Our battery电池 can handle处理 the very high temperature温度 rises上升
317
826000
3000
我们的电池可以应付电流冲击时
14:04
that come from current当前 surges.
318
829000
4000
产生的温高增长。
14:08
Scaling缩放: Conventional常规 wisdom智慧 says
319
833000
3000
生产规模: 按惯例,我们会
14:11
reduce减少 cost成本 by producing生产 many许多.
320
836000
2000
大量生产产品来降低每件产品的成本。
14:13
Liquid液体 metal金属 battery电池 is designed设计 to reduce减少 cost成本
321
838000
3000
液态金属电池通过减少产量来降低
14:16
by producing生产 fewer, but they'll他们会 be larger.
322
841000
3000
成本,但是他们的体积还会更大。
14:19
And finally最后, human人的 resources资源:
323
844000
2000
最后,人力资源:
14:21
Conventional常规 wisdom智慧 says
324
846000
2000
按惯例
14:23
hire聘请 battery电池 experts专家,
325
848000
2000
我们应该聘请电池专家,
14:25
seasoned老练 professionals专业人士,
326
850000
2000
和经验丰富的专业人士。
14:27
who can draw upon their vast广大 experience经验 and knowledge知识.
327
852000
3000
他们丰富的经验和知识,
14:30
To develop发展 liquid液体 metal金属 battery电池,
328
855000
2000
可以加快液体金属电池的研发。
14:32
I hired雇用 students学生们 and post-docs博士后 and mentored辅导 them.
329
857000
3000
我却雇用了学生和博士后,并指导他们。
14:35
In a battery电池,
330
860000
2000
对于电池,
14:37
I strive努力 to maximize最大化 electrical电动 potential潜在;
331
862000
3000
我努力发掘它们的储存电势能的潜力;
14:40
when mentoring师徒,
332
865000
2000
在辅导的时候
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I strive努力 to maximize最大化 human人的 potential潜在.
333
867000
2000
我努力发掘人潜力。
14:44
So you see,
334
869000
2000
所以你看,
14:46
the liquid液体 metal金属 battery电池 story故事
335
871000
2000
液态金属电池的故事
14:48
is more than an account帐户
336
873000
2000
不仅仅是一个技术发明
14:50
of inventing发明了 technology技术,
337
875000
2000
的故事。
14:52
it's a blueprint蓝图
338
877000
2000
它是一个“发明”发明家,
14:54
for inventing发明了 inventors发明家, full-spectrum全谱.
339
879000
3000
“发明”全谱的蓝图
14:57
(Applause掌声)
340
882000
11000
(掌声)
Translated by Yuguo Zhang
Reviewed by Jasmine Wang

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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

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