TED2012
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
Ντόναλντ Σαντογουέι: Ο συνδετικός κρίκος που λείπει στην ανανεώσιμη ενέργεια
Filmed:
Readability: 5
2,374,649 views
Ποιο είναι το κλειδί στη χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας όπως τον ήλιο και τον άνεμο; Η αποθήκευση -- ώστε να έχουμε την ισχύ στο χέρι μας ακόμη και όταν ο ήλιος δεν είναι ψηλά και ο άνεμος δεν φυσάει. Σε αυτή την προσιτή, εμπνευσμένη ομιλία, ο Ντόναλντ Σαντογουέι σηκώνεται στον πίνακα για να μας δείξει το μέλλον των μπαταριών μεγάλης κλίμακας που αποθηκεύουν την ανανεώσιμη ενέργεια. Όπως ο ίδιος λέει: «Πρέπει να σκεφτούμε το πρόβλημα με διαφορετικό τρόπο. Πρέπει να σκεφτούμε σε μεγάλη διάσταση. Πρέπει να σκεφτούμε οικονομικά."
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
Το ηλεκτρικό ρεύμα που τροφοδοτεί τα φώτα σε αυτό το αμφιθέατρο
00:18
was generated just moments ago.
1
3000
3000
παράχθηκε μόλις στιγμές πριν.
00:21
Because the way things stand today,
2
6000
3000
Γιατί με τον τρόπο που είναι τα πράγματα σήμερα,
00:24
electricity demand must be in constant balance
3
9000
3000
η ζήτηση ηλεκτρισμού πρέπει να είναι σε συνεχές ισοζύγιο
00:27
with electricity supply.
4
12000
3000
με την ηλεκτρική παροχή.
00:30
If in the time that it took me to walk out here on this stage,
5
15000
3000
Εάν στο χρονικό διάστημα που μου πήρε να βγω σε αυτή τη σκηνή,
00:33
some tens of megawatts of wind power
6
18000
3000
μερικές δεκάδες μεγαβάτ αιολικής ισχύος
00:36
stopped pouring into the grid,
7
21000
3000
έπαυαν να διοχετεύονται στο δίκτυο,
00:39
the difference would have to be made up
8
24000
2000
η διαφορά θα έπρεπε να καλυφθεί
00:41
from other generators immediately.
9
26000
4000
αμέσως από άλλες γεννήτριες .
00:45
But coal plants, nuclear plants
10
30000
3000
Αλλά τα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια, τα πυρηνικά εργοστάσια
00:48
can't respond fast enough.
11
33000
2000
δε μπορούν να ανταποκριθούν αρκετά γρήγορα.
00:50
A giant battery could.
12
35000
2000
Μια γιγάντια μπαταρία θα μπορούσε.
00:52
With a giant battery,
13
37000
2000
Με μια γιγάντια μπαταρία,
00:54
we'd be able to address the problem of intermittency
14
39000
3000
θα ήμασταν σε θέση να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα των διαλείψεων
00:57
that prevents wind and solar
15
42000
2000
το οποίο εμποδίζει τον άνεμο και τον ήλιο
00:59
from contributing to the grid
16
44000
2000
να συνεισφέρουν στο δίκτυο
01:01
in the same way that coal, gas and nuclear do today.
17
46000
4000
με τον ίδιο τρόπο που ο άνθρακας, το αέριο και η πυρηνική ενέργεια κάνουν σήμερα.
01:05
You see, the battery
18
50000
2000
Βλέπετε, η μπαταρία
01:07
is the key enabling device here.
19
52000
3000
είναι η καθοριστική συσκευή εδώ.
01:10
With it, we could draw electricity from the sun
20
55000
3000
Με αυτή, θα μπορούσαμε να αντλήσουμε ηλεκτρισμό από τον ήλιο
01:13
even when the sun doesn't shine.
21
58000
2000
ακόμα και όταν ο ήλιος δε λάμπει.
01:15
And that changes everything.
22
60000
3000
Και αυτό αλλάζει τα πάντα.
01:18
Because then renewables
23
63000
2000
Γιατί τότε οι ανανεώσιμες πηγές
01:20
such as wind and solar
24
65000
2000
όπως ο άνεμος και ο ήλιος
01:22
come out from the wings,
25
67000
2000
βγαίνουν από τις φτερωτές,
01:24
here to center stage.
26
69000
2000
εδώ στην κεντρική σκηνή.
01:26
Today I want to tell you about such a device.
27
71000
3000
Σήμερα θέλω να σας πω για μια τέτοια συσκευή.
01:29
It's called the liquid metal battery.
28
74000
2000
Ονομάζεται μπαταρία υγρού μετάλλου.
01:31
It's a new form of energy storage
29
76000
2000
Είναι μια νέα μορφή αποθήκευσης ενέργειας
01:33
that I invented at MIT
30
78000
3000
την οποία ανακάλυψα στο ΜΙΤ
01:36
along with a team of my students
31
81000
2000
μαζί με μια ομάδα φοιτητών μου
01:38
and post-docs.
32
83000
2000
και μετα-διδακτορικών.
01:40
Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.
33
85000
3000
Λοιπόν το θέμα του φετινού συνεδρίου του TED είναι το Πλήρες Φάσμα
01:43
The OED defines spectrum
34
88000
3000
Το OED (Oxford English Dictionary) ορίζει το φάσμα
01:46
as "The entire range of wavelengths
35
91000
3000
ως "Ολόκληρο το εύρος μηκών κύματος
01:49
of electromagnetic radiation,
36
94000
2000
ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας,
01:51
from the longest radio waves to the shortest gamma rays
37
96000
3000
από τα μακρύτερα ραδιοκύματα ως τις βραχύτερες ακτίνες γάμμα
01:54
of which the range of visible light
38
99000
3000
από το οποίο το εύρος ορατού φωτός
01:57
is only a small part."
39
102000
2000
αποτελεί μόνο ένα μικρό τμήμα."
01:59
So I'm not here today only to tell you
40
104000
2000
Έτσι δεν είμαι εδώ σήμερα μόνο για να σας πω
02:01
how my team at MIT has drawn out of nature
41
106000
3000
πως η ομάδα μου στο ΜΙΤ εξήγαγε από τη φύση
02:04
a solution to one of the world's great problems.
42
109000
3000
μια λύση σε ένα από τα μεγάλα προβλήματα του κόσμου.
02:07
I want to go full spectrum and tell you how,
43
112000
3000
Θέλω να προχωρήσω στο πλήρες φάσμα και να σας πω πως,
02:10
in the process of developing
44
115000
2000
στη διαδικασία ανάπτυξης
02:12
this new technology,
45
117000
2000
αυτής της νέας τεχνολογίας,
02:14
we've uncovered some surprising heterodoxies
46
119000
3000
αποκαλύψαμε κάποιες εκπληκτικές ετεροδοξίες
02:17
that can serve as lessons for innovation,
47
122000
3000
που μπορούν να λειτουργήσουν σαν μαθήματα καινοτομίας,
02:20
ideas worth spreading.
48
125000
3000
ιδέες που αξίζει να διαδοθούν
02:23
And you know,
49
128000
2000
Και ξέρετε,
02:25
if we're going to get this country out of its current energy situation,
50
130000
4000
αν πρόκειται να βγάλουμε τη χώρα από την τρέχουσα ενεργειακή της κατάσταση,
02:29
we can't just conserve our way out;
51
134000
3000
δε μπορούμε απλά να συντηρήσουμε τη διέξοδό μας,
02:32
we can't just drill our way out;
52
137000
3000
δε μπορούμε απλά να διατρήσουμε τη διέξοδό μας,
02:35
we can't bomb our way out.
53
140000
2000
δε μπορούμε να ανατινάξουμε τη διέξοδό μας.
02:37
We're going to do it the old-fashioned American way,
54
142000
2000
Πρόκειται να το κάνουμε με τον παλιομοδίτικο Αμερικανικό τρόπο,
02:39
we're going to invent our way out,
55
144000
2000
πρόκειται να ανακαλύψουμε τη διέξοδό μας,
02:41
working together.
56
146000
2000
συνεργαζόμενοι.
02:43
(Applause)
57
148000
3000
(Χειροκρότημα)
02:46
Now let's get started.
58
151000
2000
Λοιπόν ας ξεκινήσουμε.
02:48
The battery was invented about 200 years ago
59
153000
3000
Η μπαταρία εφευρέθηκε περίπου πριν από 200 χρόνια
02:51
by a professor, Alessandro Volta,
60
156000
2000
από ένα καθηγητή, τον Αλεσάντρο Βόλτα,
02:53
at the University of Padua in Italy.
61
158000
3000
στο Πανεπιστήμιο της Πάδοβας στην Ιταλία.
02:56
His invention gave birth to a new field of science,
62
161000
2000
Η εφεύρεσή του γέννησε ένα νέο επιστημονικό πεδίο,
02:58
electrochemistry,
63
163000
2000
την ηλεκτροχημεία,
03:00
and new technologies
64
165000
2000
και νέες τεχνολογίες
03:02
such as electroplating.
65
167000
2000
όπως την ηλεκτρόλυση.
03:04
Perhaps overlooked,
66
169000
2000
Ίσως έχει παραβλεφθεί,
03:06
Volta's invention of the battery
67
171000
2000
η εφεύρεση της μπαταρίας από τον Βόλτα
03:08
for the first time also
68
173000
2000
για πρώτη φορά επίσης
03:10
demonstrated the utility of a professor.
69
175000
2000
επέδειξε τη χρησιμότητα ενός καθηγητή.
03:12
(Laughter)
70
177000
2000
(Γέλιο)
03:14
Until Volta, nobody could imagine
71
179000
2000
Μέχρι τον Βόλτα, κανένας δε μπορούσε να φανταστεί
03:16
a professor could be of any use.
72
181000
3000
ότι ένας καθηγητής θα μπορούσε να έχει κάποια χρησιμότητα.
03:19
Here's the first battery --
73
184000
3000
Εδώ είναι η πρώτη μπαταρία --
03:22
a stack of coins, zinc and silver,
74
187000
3000
ένας σωρός από νομίσματα, ψευδάργυρο και άργυρο,
03:25
separated by cardboard soaked in brine.
75
190000
2000
διαχωρισμένα από χαρτόνι διαποτισμένο με άλμη.
03:27
This is the starting point
76
192000
2000
Αυτή είναι η αφετηρία
03:29
for designing a battery --
77
194000
2000
για το σχεδιασμό μιας μπαταρίας --
03:31
two electrodes,
78
196000
2000
δυο ηλεκτρόδια,
03:33
in this case metals of different composition,
79
198000
2000
σε αυτή την περίπτωση μέταλλα διαφορετικής σύστασης,
03:35
and an electrolyte,
80
200000
2000
και ένας ηλεκτρολύτης
03:37
in this case salt dissolved in water.
81
202000
2000
σε αυτή την περίπτωση αλάτι διαλυμένο σε νερό.
03:39
The science is that simple.
82
204000
2000
Η επιστήμη είναι τόσο απλή.
03:41
Admittedly, I've left out a few details.
83
206000
4000
Ομολογουμένως, παρέλειψα μερικές λεπτομέρειες.
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
Τώρα σας έχω διδάξει
03:47
that battery science is straightforward
85
212000
2000
ότι η επιστήμη των μπαταριών είναι απλή
03:49
and the need for grid-level storage
86
214000
2000
και η ανάγκη για αποθήκευση σε επίπεδο δικτύου
03:51
is compelling,
87
216000
2000
είναι επιτακτική,
03:53
but the fact is
88
218000
2000
αλλά το γεγονός είναι
03:55
that today there is simply no battery technology
89
220000
3000
ότι σήμερα απλά δεν υπάρχει τεχνολογία μπαταριών
03:58
capable of meeting
90
223000
2000
ικανή να ανταποκριθεί
04:00
the demanding performance requirements of the grid --
91
225000
4000
στις υψηλές απαιτήσεις απόδοσης του δικτύου --
04:04
namely uncommonly high power,
92
229000
2000
συγκεκριμένα ασυνήθιστα υψηλή ισχύ,
04:06
long service lifetime
93
231000
2000
μεγάλη διάρκεια ζωής
04:08
and super-low cost.
94
233000
2000
και εξαιρετικά χαμηλό κόστος.
04:10
We need to think about the problem differently.
95
235000
3000
Πρέπει να σκεφτούμε το πρόβλημα με διαφορετικό τρόπο.
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
Πρέπει να σκεφτούμε σε μεγάλη διάσταση,
04:15
we need to think cheap.
97
240000
2000
πρέπει να σκεφτούμε οικονομικά.
04:17
So let's abandon the paradigm
98
242000
2000
Οπότε ας εγκαταλείψουμε το πρότυπο
04:19
of let's search for the coolest chemistry
99
244000
3000
της αναζήτησης για την πιο "δροσερή" χημεία
04:22
and then hopefully we'll chase down the cost curve
100
247000
2000
και μετά να ελπίζουμε ότι θα κατεβάσουμε την καμπύλη κόστους
04:24
by just making lots and lots of product.
101
249000
3000
απλά παράγοντας πολλά πολλά προϊόντα.
04:27
Instead, let's invent
102
252000
2000
Αντίθετα, ας εφεύρουμε
04:29
to the price point of the electricity market.
103
254000
3000
στοχεύοντας την τιμή της αγοράς ηλεκτρισμού.
04:32
So that means
104
257000
2000
Έτσι αυτό σημαίνει
04:34
that certain parts of the periodic table
105
259000
2000
ότι συγκεκριμένα στοιχεία του περιοδικού πίνακα
04:36
are axiomatically off-limits.
106
261000
2000
είναι εξ ορισμού εκτός ορίων.
04:38
This battery needs to be made
107
263000
2000
Αυτή η μπαταρία χρειάζεται να είναι κατασκευασμένη
04:40
out of earth-abundant elements.
108
265000
2000
από στοιχεία σε αφθονία στη γη.
04:42
I say, if you want to make something dirt cheap,
109
267000
3000
Λέω, αν θέλετε να κάνετε κάτι φθηνό σαν το χώμα,
04:45
make it out of dirt --
110
270000
2000
κάντε το από χώμα --
04:47
(Laughter)
111
272000
2000
(Γέλιο)
04:49
preferably dirt
112
274000
2000
κατά προτίμηση χώμα
04:51
that's locally sourced.
113
276000
3000
που είναι προμηθεύσιμο τοπικά.
04:54
And we need to be able to build this thing
114
279000
3000
Και πρέπει να μπορούμε να κατασκευάσουμε αυτό το πράγμα
04:57
using simple manufacturing techniques and factories
115
282000
3000
χρησιμοποιώντας απλές κατασκευαστικές τεχνικές και εργοστάσια
05:00
that don't cost us a fortune.
116
285000
3000
που δε μας κοστίζουν μια περιουσία.
05:04
So about six years ago,
117
289000
2000
Έτσι περίπου έξι χρόνια πριν,
05:06
I started thinking about this problem.
118
291000
2000
άρχισα να σκέφτομαι για αυτό το πρόβλημα.
05:08
And in order to adopt a fresh perspective,
119
293000
3000
Και με σκοπό να υιοθετήσω μια φρέσκια προοπτική,
05:11
I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.
120
296000
4000
επιδίωξα έμπνευση πέρα από τον τομέα της αποθήκευσης ηλεκτρισμού.
05:15
In fact, I looked to a technology
121
300000
3000
Στην πραγματικότητα, κοίταξα προς μια τεχνολογία
05:18
that neither stores nor generates electricity,
122
303000
3000
που ούτε αποθηκεύει, ούτε παράγει ηλεκτρισμό,
05:21
but instead consumes electricity,
123
306000
2000
αλλά αντίθετα καταναλώνει ηλεκτρισμό,
05:23
huge amounts of it.
124
308000
2000
σε τεράστιες ποσότητες.
05:25
I'm talking about the production of aluminum.
125
310000
4000
Μιλώ για την παραγωγή αλουμινίου.
05:29
The process was invented in 1886
126
314000
2000
H διαδικασία ανακαλύφθηκε το 1886
05:31
by a couple of 22-year-olds --
127
316000
2000
από δύο 22-χρονους --
05:33
Hall in the United States and Heroult in France.
128
318000
3000
Τον Χωλ στις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Ερούλτ στη Γαλλία.
05:36
And just a few short years following their discovery,
129
321000
3000
Και μόλις λίγα χρόνια μετά την ανακάλυψή τους,
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
το αλουμίνιο άλλαξε
05:41
from a precious metal costing as much as silver
131
326000
3000
από ένα πολύτιμο μέταλλο που κόστιζε όσο το ασήμι
05:44
to a common structural material.
132
329000
3000
σε ένα κοινό δομικό υλικό.
05:47
You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.
133
332000
3000
Βλέπετε τον κλωβό ενός σύγχρονου χυτηρίου αλουμινίου.
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
Είναι περίπου 50 πόδια φαρδύ
05:52
and recedes about half a mile --
135
337000
2000
και εκτείνεται περίπου μισό μίλι --
05:54
row after row of cells
136
339000
3000
η μια σειρά κελιών μετά την άλλη
05:57
that, inside, resemble Volta's battery,
137
342000
3000
που, εσωτερικά, μοιάζουν με τη μπαταρία του Βόλτα,
06:00
with three important differences.
138
345000
2000
με τρεις σημαντικές διαφορές.
06:02
Volta's battery works at room temperature.
139
347000
3000
Η μπαταρία του Βόλτα λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου.
06:05
It's fitted with solid electrodes
140
350000
3000
Είναι εξοπλισμένη με στερεά ηλεκτρόδια
06:08
and an electrolyte that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
και έναν ηλεκτρολύτη που είναι διάλυμα αλατιού και νερού.
06:11
The Hall-Heroult cell
142
356000
2000
Το κελί Χωλ-Ερούλτ
06:13
operates at high temperature,
143
358000
2000
λειτουργεί σε ψηλή θερμοκρασία,
06:15
a temperature high enough
144
360000
2000
μια θερμοκρασία ψηλή αρκετά
06:17
that the aluminum metal product is liquid.
145
362000
2000
για να είναι υγρό το προϊόν μετάλλου αλουμινίου.
06:19
The electrolyte
146
364000
2000
Ο ηλεκτρολύτης
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
δεν είναι διάλυμα αλατιού και νερού,
06:23
but rather salt that's melted.
148
368000
2000
αλλά αλάτι που έχει λιώσει.
06:25
It's this combination of liquid metal,
149
370000
2000
Είναι αυτός ο συνδυασμός υγρού μετάλλου,
06:27
molten salt and high temperature
150
372000
3000
λιωμένου αλατιού και υψηλής θερμοκρασίας
06:30
that allows us to send high current through this thing.
151
375000
4000
που μας επιτρέπει να στέλνουμε υψηλό ρεύμα μέσα από αυτό το πράγμα.
06:34
Today, we can produce virgin metal from ore
152
379000
3000
Σήμερα, μπορούμε να παράγουμε παρθένο μέταλλο από μετάλλευμα
06:37
at a cost of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
προς κόστος χαμηλότερο από 50 σεντς τη λίμπρα.
06:40
That's the economic miracle
154
385000
2000
Αυτό είναι το οικονομικό θαύμα
06:42
of modern electrometallurgy.
155
387000
2000
της σύγχρονης ηλεκτρομηχανουργίας.
06:44
It is this that caught and held my attention
156
389000
3000
Αυτό είναι που τράβηξε την προσοχή μου
06:47
to the point that I became obsessed with inventing a battery
157
392000
4000
σε σημείο να παθιαστώ με την ανακάλυψη μιας μπαταρίας
06:51
that could capture this gigantic economy of scale.
158
396000
4000
που μπορούσε να συλλάβει αυτή τη γιγάντια οικονομία κλίμακας.
06:55
And I did.
159
400000
2000
Και το έκανα.
06:57
I made the battery all liquid --
160
402000
3000
Έκανα τη μπαταρία πλήρως υγρή --
07:00
liquid metals for both electrodes
161
405000
2000
υγρά μέταλλα και για τα δυο ηλεκτρόδια
07:02
and a molten salt for the electrolyte.
162
407000
2000
και ένα λιωμένο αλάτι για τον ηλεκτρολύτη.
07:04
I'll show you how.
163
409000
3000
Θα σας δείξω πως.
07:24
So I put low-density
164
429000
3000
Λοιπόν βάζω χαμηλής πυκνότητας
07:27
liquid metal at the top,
165
432000
4000
υγρό μέταλλο στην κορυφή,
07:31
put a high-density liquid metal at the bottom,
166
436000
6000
βάζω ένα υψηλής πυκνότητας υγρό μέταλλο στο βάθος,
07:37
and molten salt in between.
167
442000
3000
και λιωμένο αλάτι ενδιάμεσα.
07:43
So now,
168
448000
2000
Λοιπόν τώρα,
07:45
how to choose the metals?
169
450000
3000
πως να διαλέξουμε τα μέταλλα;
07:48
For me, the design exercise
170
453000
2000
Για μένα, η άσκηση σχεδίασης
07:50
always begins here
171
455000
2000
πάντοτε ξεκινά εδώ
07:52
with the periodic table,
172
457000
2000
με τον περιοδικό πίνακα,
07:54
enunciated by another professor,
173
459000
2000
που διατυπώθηκε από έναν άλλο καθηγητή,
07:56
Dimitri Mendeleyev.
174
461000
2000
τον Ντιμίτρι Μεντελέγιεφ.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
Όλα όσα ξέρουμε
08:00
is made of some combination
176
465000
2000
είναι φτιαγμένα από κάποιο συνδυασμό
08:02
of what you see depicted here.
177
467000
3000
από ό,τι βλέπετε να απεικονίζεται εδώ.
08:05
And that includes our own bodies.
178
470000
2000
Και αυτό περιλαμβάνει τα σώματά μας.
08:07
I recall the very moment one day
179
472000
3000
Θυμάμαι τη στιγμή ακριβώς μια μέρα
08:10
when I was searching for a pair of metals
180
475000
3000
όταν έψαχνα για ένα ζεύγος μετάλλων
08:13
that would meet the constraints
181
478000
2000
το οποίο θα ικανοποιούσε τους περιορισμούς
08:15
of earth abundance,
182
480000
2000
της αφθονίας στη γη,
08:17
different, opposite density
183
482000
3000
της διαφορετικής, αντίθετης πυκνότητας
08:20
and high mutual reactivity.
184
485000
2000
και της υψηλής αμοιβαίας αντιδραστικότητας.
08:22
I felt the thrill of realization
185
487000
2000
Ένιωσα τη συγκίνηση της υλοποίησης
08:24
when I knew I'd come upon the answer.
186
489000
3000
όταν ήξερα ότι είχα φτάσει στην απάντηση.
08:29
Magnesium for the top layer.
187
494000
3000
Μαγνήσιο στο πάνω στρώμα.
08:32
And antimony
188
497000
2000
Και αντιμόνιο
08:34
for the bottom layer.
189
499000
3000
για το κάτω στρώμα.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
Ξέρετε, πρέπει να σας πω,
08:39
one of the greatest benefits of being a professor:
191
504000
3000
ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα του να είσαι καθηγητής:
08:42
colored chalk.
192
507000
2000
χρωματιστή κιμωλία.
08:44
(Laughter)
193
509000
3000
(Γέλιο)
08:47
So to produce current,
194
512000
3000
Έτσι για να παράξει ρεύμα,
08:50
magnesium loses two electrons
195
515000
2000
το μαγνήσιο χάνει δυο ηλεκτρόνια
08:52
to become magnesium ion,
196
517000
3000
για να γίνει ιόν μαγνησίου,
08:55
which then migrates across the electrolyte,
197
520000
2000
το οποίο στη συνέχεια μετατοπίζεται κατά μήκος του ηλεκτρολύτη,
08:57
accepts two electrons from the antimony,
198
522000
3000
δέχεται δύο ηλεκτρόνια από το αντιμόνιο,
09:00
and then mixes with it to form an alloy.
199
525000
3000
και μετά αναμειγνύεται με αυτό σχηματίζοντας ένα κράμα.
09:03
The electrons go to work
200
528000
2000
Τα ηλεκτρόνια πάνε για δουλειά
09:05
in the real world out here,
201
530000
3000
στον πραγματικό κόσμο εδώ έξω,
09:08
powering our devices.
202
533000
3000
τροφοδοτώντας τις συσκευές μας
09:14
Now to charge the battery,
203
539000
3000
Τώρα για να φορτίσουμε τη μπαταρία,
09:17
we connect a source of electricity.
204
542000
3000
συνδέουμε μια πηγή ηλεκτρισμού.
09:20
It could be something like a wind farm.
205
545000
3000
Θα μπορούσε να είναι κάτι σαν ένα αιολικό πάρκο.
09:24
And then we reverse the current.
206
549000
4000
Και μετά αντιστρέφουμε το ρεύμα.
09:28
And this forces magnesium to de-alloy
207
553000
5000
Και αυτό αναγκάζει το μαγνήσιο να αποκραματοποιηθεί
09:33
and return to the upper electrode,
208
558000
3000
και να επιστρέψει στο άνω ηλεκτρόδιο,
09:36
restoring the initial constitution of the battery.
209
561000
5000
αποκαταστώντας την αρχική κατάσταση της μπαταρίας.
09:41
And the current passing between the electrodes
210
566000
3000
Και το ρεύμα που περνά ανάμεσα στα ηλεκτρόδια
09:44
generates enough heat to keep it at temperature.
211
569000
3000
γεννά αρκετή θερμότητα για να το διατηρεί στην ακριβή θερμοκρασία.
09:47
It's pretty cool,
212
572000
3000
Είναι αρκετά πρωτότυπο,
09:50
at least in theory.
213
575000
2000
τουλάχιστον στη θεωρία.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
Όμως δουλεύει στ'αλήθεια;
09:54
So what to do next?
215
579000
2000
Λοιπόν τι κάνουμε μετά;
09:56
We go to the laboratory.
216
581000
2000
Πάμε στο εργαστήριο.
09:58
Now do I hire seasoned professionals?
217
583000
4000
Τώρα προσλαμβάνω έμπειρους επαγγελματίες;
10:02
No, I hire a student
218
587000
3000
Όχι, προσλαμβάνω ένα φοιτητή
10:05
and mentor him,
219
590000
2000
και τον κατευθύνω,
10:07
teach him how to think about the problem,
220
592000
3000
τον διδάσκω πως να σκεφτεί για το πρόβλημα,
10:10
to see it from my perspective
221
595000
2000
να το δει από την δική μου προοπτική
10:12
and then turn him loose.
222
597000
2000
και μετά τον απελευθερώνω.
10:14
This is that student, David Bradwell,
223
599000
2000
Αυτός είναι εκείνος ο φοιτητής, ο Ντέιβιντ Μπράντγουελ,
10:16
who, in this image,
224
601000
2000
ο οποίος, σε αυτή τη φωτογραφία,
10:18
appears to be wondering if this thing will ever work.
225
603000
3000
μοιάζει να αναρρωτιέται αν αυτό το πράγμα θα δουλέψει ποτέ.
10:21
What I didn't tell David at the time
226
606000
2000
Αυτό που δεν είπα στον Ντέιβιντ τότε
10:23
was I myself wasn't convinced it would work.
227
608000
3000
ήταν ότι εγώ ο ίδιος δεν ήμουν πεπεισμένος ότι θα δούλευε.
10:26
But David's young and he's smart
228
611000
2000
Αλλά ο Ντέιβιντ είναι νέος και είναι έξυπνος
10:28
and he wants a Ph.D.,
229
613000
2000
και θέλει ένα διδακτορικό,
10:30
and he proceeds to build --
230
615000
2000
και προχωρά να το κατασκευάσει --
10:32
(Laughter)
231
617000
2000
(Γέλιο)
10:34
He proceeds to build
232
619000
2000
Προχωρά να κατασκευάσει
10:36
the first ever liquid metal battery
233
621000
2000
την εντελώς πρώτη μπαταρία υγρού μετάλλου
10:38
of this chemistry.
234
623000
2000
αυτής της χημείας.
10:40
And based on David's initial promising results,
235
625000
3000
Και βασισμένος στα αρχικά υποσχόμενα αποτελέσματα του Ντέιβιντ,
10:43
which were paid
236
628000
2000
τα οποία πληρώθηκαν
10:45
with seed funds at MIT,
237
630000
3000
με κεφάλαια αρχικής ώθησης στο ΜΙΤ,
10:48
I was able to attract major research funding
238
633000
3000
μπόρεσα να προσελκύσω σημαντική χρηματοδότηση της έρευνας
10:51
from the private sector
239
636000
2000
από τον ιδιωτικό τομέα
10:53
and the federal government.
240
638000
2000
και την ομοσπονδιακή κυβέρνηση.
10:55
And that allowed me to expand my group to 20 people,
241
640000
3000
Και αυτό μου επέτρεψε να επεκτείνω την ομάδα μου στα 20 άτομα,
10:58
a mix of graduate students, post-docs
242
643000
2000
ένα μείγμα μεταπτυχιακών φοιτητών, μεταδιδακτορικών
11:00
and even some undergraduates.
243
645000
2000
και ακόμα και μερικών προπτυχιακών.
11:02
And I was able to attract really, really good people,
244
647000
3000
Και μπόρεσα να προσελκύσω πραγματικά, πραγματικά καλούς ανθρώπους,
11:05
people who share my passion
245
650000
2000
ανθρώπους που μοιράζονται το πάθος μου
11:07
for science and service to society,
246
652000
2000
για επιστήμη και υπηρεσία στην κοινωνία,
11:09
not science and service for career building.
247
654000
4000
όχι επιστήμη και υπηρεσία για οικοδόμηση καριέρας.
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
Κι αν ρωτήσετε αυτούς τους ανθρώπους
11:15
why they work on liquid metal battery,
249
660000
2000
γιατί δουλεύουν στην μπαταρία υγρού μετάλλου,
11:17
their answer would hearken back
250
662000
2000
η απάντησή τους θα αφουγκραζόταν
11:19
to President Kennedy's remarks
251
664000
2000
τα σχόλια του Προέδρου Κέννεντυ
11:21
at Rice University in 1962
252
666000
3000
στο Πανεπιστήμιο Ράις το 1962
11:24
when he said -- and I'm taking liberties here --
253
669000
2000
όταν είπε -- και εδώ κάνω ελεύθερη απόδοση --
11:26
"We choose to work on grid-level storage,
254
671000
2000
"Επιλέγουμε να εργαστούμε στην αποθήκευση σε επίπεδο δικτύου,
11:28
not because it is easy,
255
673000
2000
όχι γιατί είναι εύκολο,
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
αλλά γιατί είναι σκληρό."
11:32
(Applause)
257
677000
6000
(Χειροκρότημα)
11:39
So this is the evolution of the liquid metal battery.
258
684000
3000
Λοιπόν αυτή είναι η εξέλιξη της μπαταρίας υγρού μετάλλου.
11:42
We start here with our workhorse one watt-hour cell.
259
687000
3000
Εδώ ξεκινάμε με τον δουλευταρά μας, το κελί ενός βατ-ώρα.
11:45
I called it the shotglass.
260
690000
2000
Το ονόμασα σφηνάκι.
11:47
We've operated over 400 of these,
261
692000
3000
Λειτουργήσαμε πάνω από 400 από αυτά,
11:50
perfecting their performance with a plurality of chemistries --
262
695000
3000
τελειοποιώντας τις επιδόσεις τους με ένα πλήθος χημικών --
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
όχι απλά μαγνήσιο και αντιμόνιο.
11:55
Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.
264
700000
3000
Στην πορεία κλιμακώσαμε μέχρι το κελί 20 βατ-ωρών.
11:58
I call it the hockey puck.
265
703000
2000
Το ονομάζω δίσκο του χόκεϋ.
12:00
And we got the same remarkable results.
266
705000
2000
Και έχουμε τα ίδια αξιοσημείωτα αποτελέσματα.
12:02
And then it was onto the saucer.
267
707000
2000
Και μετά ήταν πάνω στο δίσκο.
12:04
That's 200 watt-hours.
268
709000
2000
Εκείνο είναι 200 βατ-ώρες.
12:06
The technology was proving itself
269
711000
2000
Η τεχνολογία αυτοαποδεικνύονταν
12:08
to be robust and scalable.
270
713000
3000
ισχυρή και επεκτάσιμη.
12:11
But the pace wasn't fast enough for us.
271
716000
2000
Αλλά ο βηματισμός δεν ήταν γρήγορος αρκετά για εμάς.
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
Έτσι ενάμισι χρόνο πριν,
12:15
David and I,
273
720000
2000
ο Ντέιβιντ κι εγώ,
12:17
along with another research staff-member,
274
722000
2000
μαζί με άλλο ένα μέλος του ερευνητικού προσωπικού,
12:19
formed a company
275
724000
2000
σχηματίσαμε μια εταιρεία
12:21
to accelerate the rate of progress
276
726000
2000
για να επιταχύνουμε το ρυθμό προόδου
12:23
and the race to manufacture product.
277
728000
2000
και την κούρσα προς το βιομηχανικό προϊόν.
12:25
So today at LMBC,
278
730000
2000
Έτσι σήμερα στο LMBC,
12:27
we're building cells 16 inches in diameter
279
732000
2000
κατασκευάζουμε κελιά διαμέτρου 16 ιντσών
12:29
with a capacity of one kilowatt-hour --
280
734000
2000
με χωρητικότητα μιας κιλοβατώρας --
12:31
1,000 times the capacity
281
736000
3000
1,000 φορές την χωρητικότητα
12:34
of that initial shotglass cell.
282
739000
2000
από εκείνο το αρχικό σφηνάκι.
12:36
We call that the pizza.
283
741000
2000
Το ονομάζουμε πίτσα.
12:38
And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.
284
743000
3000
Και μετά έχουμε ένα κελί τεσσάρων κιλοβατωρών στον ορίζοντα.
12:41
It's going to be 36 inches in diameter.
285
746000
2000
Πρόκειται να είναι διαμέτρου 36 ιντσών.
12:43
We call that the bistro table,
286
748000
2000
Το ονομάζουμε τραπέζι μπιστρώ,
12:45
but it's not ready yet for prime-time viewing.
287
750000
2000
αλλά δεν είναι ακόμα έτοιμο για προβολή σε ώρα υψηλής τηλεθέασης.
12:47
And one variant of the technology
288
752000
2000
Και μια παραλλαγή της τεχνολογίας
12:49
has us stacking these bistro tabletops into modules,
289
754000
4000
μας βάζει να στοιβάζουμε αυτές τις επιφάνειες τραπεζιών μπιστρώ σε τμήματα
12:53
aggregating the modules into a giant battery
290
758000
3000
αθροίζοντας τις ενότητες σε μια γιγάντια μπαταρία
12:56
that fits in a 40-foot shipping container
291
761000
2000
που χωρά σε ένα εμπορευματοκιβώτιο 40-ποδιών
12:58
for placement in the field.
292
763000
2000
για τοποθέτηση στην ύπαιθρο.
13:00
And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --
293
765000
3000
Κι αυτό έχει ονομαστική χωρητικότητα δυο μεγαβατ-ωρών --
13:03
two million watt-hours.
294
768000
2000
δύο μεγαβατ-ώρες.
13:05
That's enough energy
295
770000
2000
Αυτή είναι αρκετή ενέργεια
13:07
to meet the daily electrical needs
296
772000
2000
για να καλύψει τις ημερήσιες ανάγκες ηλεκτρισμού
13:09
of 200 American households.
297
774000
2000
200 Αμερικανικών νοικοκυριών.
13:11
So here you have it, grid-level storage:
298
776000
3000
Έτσι εδώ το έχετε, αποθήκευση σε επίπεδο δικτύου:
13:14
silent, emissions-free,
299
779000
3000
σιωπηλή, χωρίς εκπομπές,
13:17
no moving parts,
300
782000
2000
όχι κινητά μέρη,
13:19
remotely controlled,
301
784000
2000
ελεγχόμενη από απόσταση,
13:21
designed to the market price point
302
786000
3000
σχεδιασμένη στην τιμή της αγοράς
13:24
without subsidy.
303
789000
3000
χωρίς επιδότηση.
13:27
So what have we learned from all this?
304
792000
2000
Λοιπόν τι έχουμε μάθει από όλα αυτά;
13:29
(Applause)
305
794000
6000
(Χειροκρότημα)
13:35
So what have we learned from all this?
306
800000
2000
Λοιπόν τι έχουμε μάθει από όλα αυτά;
13:37
Let me share with you
307
802000
2000
Επιτρέψτε μου να μοιραστώ μαζί σας
13:39
some of the surprises, the heterodoxies.
308
804000
3000
κάποιες από τις εκπλήξεις, τις ετεροδοξίες.
13:42
They lie beyond the visible.
309
807000
2000
Βρίσκονται πέρα από τα προφανή.
13:44
Temperature:
310
809000
2000
Θερμοκρασία:
13:46
Conventional wisdom says set it low,
311
811000
2000
Η συμβατική σοφία λέει ρυθμίστε την χαμηλά
13:48
at or near room temperature,
312
813000
2000
σε θερμοκρασία δωματίου ή παραπλήσια,
13:50
and then install a control system to keep it there.
313
815000
3000
και μετά εγκαταστήστε ένα σύστημα ελέγχου να τη διατηρεί εκεί.
13:53
Avoid thermal runaway.
314
818000
2000
Αποφύγετε την θερμική απώλεια.
13:55
Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature
315
820000
3000
Η μπαταρία υγρού μετάλλου είναι σχεδιασμένη να λειτουργεί σε αυξημένη θερμοκρασία
13:58
with minimum regulation.
316
823000
3000
με ελάχιστη ρύθμιση.
14:01
Our battery can handle the very high temperature rises
317
826000
3000
Η μπαταρία μας μπορεί να διαχειριστεί τις πολύ έντονες αυξήσεις θερμοκρασίας
14:04
that come from current surges.
318
829000
4000
που προέρχονται από υπερτάσεις ρεύματος.
14:08
Scaling: Conventional wisdom says
319
833000
3000
Κλίμακα: Η συμβατική σοφία λέει
14:11
reduce cost by producing many.
320
836000
2000
μειώστε το κόστος μέσω της μεγάλης παραγωγής.
14:13
Liquid metal battery is designed to reduce cost
321
838000
3000
Η μπαταρία υγρού μετάλλου είναι σχεδιασμένη να μειώνει το κόστος
14:16
by producing fewer, but they'll be larger.
322
841000
3000
παράγοντας λιγότερα, αλλά θα είναι μεγαλύτερα.
14:19
And finally, human resources:
323
844000
2000
Και τελικά, οι ανθρώπινοι πόροι:
14:21
Conventional wisdom says
324
846000
2000
Η συμβατική σοφία λέει
14:23
hire battery experts,
325
848000
2000
νοικιάστε ειδικούς στις μπαταρίες,
14:25
seasoned professionals,
326
850000
2000
ώριμους επαγγελματίες,
14:27
who can draw upon their vast experience and knowledge.
327
852000
3000
που μπορούν να σχεδιάσουν βασισμένοι στην τεράστια εμπειρία και τη γνώση τους.
14:30
To develop liquid metal battery,
328
855000
2000
Για την ανάπτυξη της μπαταρίας υγρού μετάλλου,
14:32
I hired students and post-docs and mentored them.
329
857000
3000
προσέλαβα φοιτητές και μετα-διδακτορικούς και τους κατεύθυνα.
14:35
In a battery,
330
860000
2000
Σε μια μπαταρία,
14:37
I strive to maximize electrical potential;
331
862000
3000
πασχίζω να μεγιστοποιήσω το ηλεκτρικό δυναμικό,
14:40
when mentoring,
332
865000
2000
όταν κατευθύνω,
14:42
I strive to maximize human potential.
333
867000
2000
πασχίζω να μεγιστοποιήσω το ανθρώπινο δυναμικό.
14:44
So you see,
334
869000
2000
Έτσι βλέπετε,
14:46
the liquid metal battery story
335
871000
2000
η ιστορία της μπαταρίας υγρού μετάλλου
14:48
is more than an account
336
873000
2000
είναι περισσότερο από ένας απολογισμός
14:50
of inventing technology,
337
875000
2000
τεχνολογικής ανακάλυψης,
14:52
it's a blueprint
338
877000
2000
είναι ένα σχεδιάγραμμα
14:54
for inventing inventors, full-spectrum.
339
879000
3000
για την ανακάλυψη εφευρετών, πλήρους φάσματος.
14:57
(Applause)
340
882000
11000
(Χειροκρότημα)
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