TED2012
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
דונלד סדוויי: החוליה החסרה כדי להגיע לאנרגיה מתחדשת
Filmed:
Readability: 5
2,374,649 views
מהו המפתח לשימוש באנרגיה חלופית, כמו אנרגיית שמש או רוח? זהו האחסון: כך תהיה לנו אנרגיה זמינה כשהשמש לא זורחת או כשהרוח לא נושבת. בהרצאה הברורה ומלאת ההשראה הזו, דונלד סדוויי חוזר ללוח התכנון כדי להראות לנו את עתיד המצברים הגדולים שאוגרים אנרגיה מתחדשת, כדבריו: "אנחנו צריכים לחשוב על הבעיה בצורה אחרת. אנחנו צריכים לחשוב בגדול. אנחנו צריכים לחשוב זול."
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
החשמל שמספק כוח לתאורה באולם הזה
00:18
was generated just moments ago.
1
3000
3000
הופק לפני רגעים ספורים בלבד.
00:21
Because the way things stand today,
2
6000
3000
מפני שבמצב העניינים היום,
00:24
electricity demand must be in constant balance
3
9000
3000
הביקוש לחשמל צריך להימצא בשיווי משקל קבוע
00:27
with electricity supply.
4
12000
3000
מול אספקת החשמל.
00:30
If in the time that it took me to walk out here on this stage,
5
15000
3000
אם בזמן שנדרש לי לצאת אל הבמה,
00:33
some tens of megawatts of wind power
6
18000
3000
כמה עשרות מגה-ווט של אנרגיית רוח
00:36
stopped pouring into the grid,
7
21000
3000
היו מפסיקים לזרום לרשת החשמל,
00:39
the difference would have to be made up
8
24000
2000
היה צורך לפצות מיד על ההפרש
00:41
from other generators immediately.
9
26000
4000
ממחוללים אחרים.
00:45
But coal plants, nuclear plants
10
30000
3000
אבל תחנות כוח פחמיות, גרעיניות
00:48
can't respond fast enough.
11
33000
2000
לא היו יכולות להגיב מספיק מהר.
00:50
A giant battery could.
12
35000
2000
ואילו מצבר ענק - כן.
00:52
With a giant battery,
13
37000
2000
בעזרת מצבר ענק
00:54
we'd be able to address the problem of intermittency
14
39000
3000
היינו מסוגלים לטפל בבעיית החוסרים הזמניים
00:57
that prevents wind and solar
15
42000
2000
שמונעים מאנרגיית הרוח והשמש
00:59
from contributing to the grid
16
44000
2000
לתרום את חלקם לרשת
01:01
in the same way that coal, gas and nuclear do today.
17
46000
4000
בדומה לפחם, גז וגרעין.
01:05
You see, the battery
18
50000
2000
המצבר
01:07
is the key enabling device here.
19
52000
3000
היא התקן המפתח כאן.
01:10
With it, we could draw electricity from the sun
20
55000
3000
בעזרתו נוכל להפיק חשמל מהשמש
01:13
even when the sun doesn't shine.
21
58000
2000
אפילו כשהשמש לא זורחת.
01:15
And that changes everything.
22
60000
3000
וזה משנה הכל.
01:18
Because then renewables
23
63000
2000
מפני שמקורות האנרגיה המתחדשים
01:20
such as wind and solar
24
65000
2000
כמו הרוח והשמש
01:22
come out from the wings,
25
67000
2000
עוברים אז מהשוליים
01:24
here to center stage.
26
69000
2000
ואל מרכז הבמה.
01:26
Today I want to tell you about such a device.
27
71000
3000
היום ברצוני לספר לכם על התקן כזה.
01:29
It's called the liquid metal battery.
28
74000
2000
הוא נקרא מצבר מתכת נוזלית.
01:31
It's a new form of energy storage
29
76000
2000
זו צורת חדשה של אגירת אנרגיה
01:33
that I invented at MIT
30
78000
3000
שהמצאתי בטכניון של מסצ'וסטס
01:36
along with a team of my students
31
81000
2000
יחד עם צוות סטודנטים שלי
01:38
and post-docs.
32
83000
2000
ושל בוגרים.
01:40
Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.
33
85000
3000
הנושא של TED השנה הוא "ספקטרום מלא".
01:43
The OED defines spectrum
34
88000
3000
מילון אוקספורד מגדיר את הספקטרום כך:
01:46
as "The entire range of wavelengths
35
91000
3000
כל טווח אורכי הגל
01:49
of electromagnetic radiation,
36
94000
2000
של קרינה אלקטרומגנטית,
01:51
from the longest radio waves to the shortest gamma rays
37
96000
3000
מגלי הרדיו הארוכים ביותר ועד קרני הגמא הקצרות ביותר
01:54
of which the range of visible light
38
99000
3000
כאשר תחום האור הנראה לעין
01:57
is only a small part."
39
102000
2000
תופס בו רק חלק קטן."
01:59
So I'm not here today only to tell you
40
104000
2000
אז לא באתי לכאן רק כדי לספר לכם
02:01
how my team at MIT has drawn out of nature
41
106000
3000
איך הצוות שלי באם-איי-טי הפיק מהטבע
02:04
a solution to one of the world's great problems.
42
109000
3000
פתרון לאחת הבעיות הגדולות בעולם.
02:07
I want to go full spectrum and tell you how,
43
112000
3000
אלא גם ללכת על כל הספקטרום ולספר לכם איך,
02:10
in the process of developing
44
115000
2000
בתהליך הפיתוח
02:12
this new technology,
45
117000
2000
של הטכנולוגיה החדשה הזו,
02:14
we've uncovered some surprising heterodoxies
46
119000
3000
חשפנו כמה כפירות-בעיקר מפתיעות
02:17
that can serve as lessons for innovation,
47
122000
3000
שיכולות לשמש כלקחים בתחום החדשנות,
02:20
ideas worth spreading.
48
125000
3000
רעיונות שראוי להפיץ.
02:23
And you know,
49
128000
2000
ואתם יודעים,
02:25
if we're going to get this country out of its current energy situation,
50
130000
4000
אם בדעתנו להוציא את המדינה הזו ממשבר האנרגיה הנוכחי שלה,
02:29
we can't just conserve our way out;
51
134000
3000
לא נוכל להשיג זאת באמצעים שמרניים בלבד;
02:32
we can't just drill our way out;
52
137000
3000
לא נוכל סתם להמשיך בקידוחים;
02:35
we can't bomb our way out.
53
140000
2000
לא נוכל להשיג זאת רק ע"י פיצוצים.
02:37
We're going to do it the old-fashioned American way,
54
142000
2000
אנו נעשה את זה בדרך האמריקאית המסורתית,
02:39
we're going to invent our way out,
55
144000
2000
כלומר בעזרת המצאות,
02:41
working together.
56
146000
2000
ובעבודה משותפת.
02:43
(Applause)
57
148000
3000
(מחיאות כפיים)
02:46
Now let's get started.
58
151000
2000
וכעת הבה נתחיל.
02:48
The battery was invented about 200 years ago
59
153000
3000
הסוללה הומצאה בערך לפני 200 שנה
02:51
by a professor, Alessandro Volta,
60
156000
2000
על ידי פרופסור אלסנדרו וולטה,
02:53
at the University of Padua in Italy.
61
158000
3000
באוניברסיטת פדואה שבאיטליה.
02:56
His invention gave birth to a new field of science,
62
161000
2000
המצאתו הולידה תחום מדעי חדש,
02:58
electrochemistry,
63
163000
2000
האלקטרוכימיה,
03:00
and new technologies
64
165000
2000
וטכנולוגיות חדשות
03:02
such as electroplating.
65
167000
2000
כמו הציפוי באלקטרוליזה.
03:04
Perhaps overlooked,
66
169000
2000
עניין שאולי לא זכה להתייחסות,
03:06
Volta's invention of the battery
67
171000
2000
הוא שהמצאת הסוללה ע"י וולטה
03:08
for the first time also
68
173000
2000
לראשונה גם
03:10
demonstrated the utility of a professor.
69
175000
2000
המחישה את התועלת שיש בפרופסורים.
03:12
(Laughter)
70
177000
2000
(צחוק)
03:14
Until Volta, nobody could imagine
71
179000
2000
לפני וולטה איש לא היה יכול לדמיין
03:16
a professor could be of any use.
72
181000
3000
פרופסור שיש לו איזה שימוש.
03:19
Here's the first battery --
73
184000
3000
הנה הסוללה הראשונה --
03:22
a stack of coins, zinc and silver,
74
187000
3000
ערימה של מטבעות, אבץ וכסף,
03:25
separated by cardboard soaked in brine.
75
190000
2000
מופרדות בקרטון ספוג במי-מלח.
03:27
This is the starting point
76
192000
2000
זו נקודת ההתחלה
03:29
for designing a battery --
77
194000
2000
בתכנון סוללה --
03:31
two electrodes,
78
196000
2000
שתי אלקטרודות,
03:33
in this case metals of different composition,
79
198000
2000
במקרה זה, מתכות בהרכבים שונים,
03:35
and an electrolyte,
80
200000
2000
ואלקטרוליט,
03:37
in this case salt dissolved in water.
81
202000
2000
במקרה זה, מלח מומס במים.
03:39
The science is that simple.
82
204000
2000
עד כדי כך הצד המדעי הוא פשוט.
03:41
Admittedly, I've left out a few details.
83
206000
4000
למען האמת, השמטתי כמה פרטים.
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
עכשיו לימדתי אתכם
03:47
that battery science is straightforward
85
212000
2000
שמדע הסוללות הוא פשוט
03:49
and the need for grid-level storage
86
214000
2000
ושהצורך באגירת אנרגיה ברמת הרשת
03:51
is compelling,
87
216000
2000
הוא חיוני,
03:53
but the fact is
88
218000
2000
אבל העובדה היא
03:55
that today there is simply no battery technology
89
220000
3000
שכיום פשוט אין טכנולוגיית סוללות
03:58
capable of meeting
90
223000
2000
שמסוגלת לעמוד
04:00
the demanding performance requirements of the grid --
91
225000
4000
בדרישות הביצועים של הרשת --
04:04
namely uncommonly high power,
92
229000
2000
בעיקר במתח גבוה ביותר,
04:06
long service lifetime
93
231000
2000
זמן שירות ארוך
04:08
and super-low cost.
94
233000
2000
ועלות נמוכה מאד.
04:10
We need to think about the problem differently.
95
235000
3000
אנחנו צריכים לחשוב אחרת על הבעיה.
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
עלינו לחשוב בגדול,
04:15
we need to think cheap.
97
240000
2000
עלינו לחשוב בזול.
04:17
So let's abandon the paradigm
98
242000
2000
אז בואו ננטוש את הפרדיגמה
04:19
of let's search for the coolest chemistry
99
244000
3000
של חיפוש הכימיה הכי מגניבה
04:22
and then hopefully we'll chase down the cost curve
100
247000
2000
בתקווה שנצליח להוריד את עקומת העלות
04:24
by just making lots and lots of product.
101
249000
3000
בכך שפשוט נייצר המון מוצרים.
04:27
Instead, let's invent
102
252000
2000
אלא הבה נמציא המצאות
04:29
to the price point of the electricity market.
103
254000
3000
בהתאם למחירי שוק החשמל.
04:32
So that means
104
257000
2000
וזה אומר
04:34
that certain parts of the periodic table
105
259000
2000
שחלקים מסוימים בטבלת היסודות
04:36
are axiomatically off-limits.
106
261000
2000
נותרים בבירור מחוץ לתחום.
04:38
This battery needs to be made
107
263000
2000
את המצבר הזה צריך לייצר
04:40
out of earth-abundant elements.
108
265000
2000
מחומרים שיש בכדור הארץ בשפע.
04:42
I say, if you want to make something dirt cheap,
109
267000
3000
ואני אומר שאם רוצים לייצר משהו זול כמו עפר,
04:45
make it out of dirt --
110
270000
2000
תייצרו אותו מעפר --
04:47
(Laughter)
111
272000
2000
(צחוק)
04:49
preferably dirt
112
274000
2000
רצוי עפר
04:51
that's locally sourced.
113
276000
3000
ממקור מקומי.
04:54
And we need to be able to build this thing
114
279000
3000
ועלינו להיות מסוגלים לבנות את הדבר הזה
04:57
using simple manufacturing techniques and factories
115
282000
3000
בתהליכי ומתקני ייצור פשוטים
05:00
that don't cost us a fortune.
116
285000
3000
שלא עולים הון.
05:04
So about six years ago,
117
289000
2000
אז לפני כשש שנים,
05:06
I started thinking about this problem.
118
291000
2000
התחלתי לחשוב על הבעיה הזאת.
05:08
And in order to adopt a fresh perspective,
119
293000
3000
וכדי לאמץ נקודת מבט רעננה,
05:11
I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.
120
296000
4000
חיפשתי השראה מחוץ לתחום אגירת החשמל.
05:15
In fact, I looked to a technology
121
300000
3000
למעשה, בחנתי טכנולוגיה
05:18
that neither stores nor generates electricity,
122
303000
3000
שלא אוגרת וגם לא מייצרת חשמל,
05:21
but instead consumes electricity,
123
306000
2000
אלא צורכת חשמל,
05:23
huge amounts of it.
124
308000
2000
כמויות חשמל אדירות.
05:25
I'm talking about the production of aluminum.
125
310000
4000
אני מדבר על ייצור אלומיניום.
05:29
The process was invented in 1886
126
314000
2000
התהליך הומצא ב-1886
05:31
by a couple of 22-year-olds --
127
316000
2000
על ידי שני בני 22 --
05:33
Hall in the United States and Heroult in France.
128
318000
3000
האל בארה"ב והירו בצרפת.
05:36
And just a few short years following their discovery,
129
321000
3000
ורק כמה שנים אחרי תגליתם,
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
האלומיניום הפך
05:41
from a precious metal costing as much as silver
131
326000
3000
ממתכת יקרה שעולה כמו כסף
05:44
to a common structural material.
132
329000
3000
לחומר בניה נפוץ.
05:47
You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.
133
332000
3000
אתם מביטים בבניין מודרני של כור תאי היתוך אלומיניום.
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
רוחבו הוא כ-16 מטר
05:52
and recedes about half a mile --
135
337000
2000
והוא נמשך לאורך של כ 800 מטר --
05:54
row after row of cells
136
339000
3000
שורה אחרי שורה של תאים
05:57
that, inside, resemble Volta's battery,
137
342000
3000
שמזכירים מבפנים את הסוללה של וולטה,
06:00
with three important differences.
138
345000
2000
עם שלושה הבדלים חשובים.
06:02
Volta's battery works at room temperature.
139
347000
3000
הסוללה של וולטה עובדת בטמפרטורת החדר.
06:05
It's fitted with solid electrodes
140
350000
3000
היא מלאה באלקטרודות מוצקות
06:08
and an electrolyte that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
ובאלקטרוליט שהוא תמיסה של מלח ומים.
06:11
The Hall-Heroult cell
142
356000
2000
התא של האל-הירו
06:13
operates at high temperature,
143
358000
2000
פועל בטמפרטורות גבוהות,
06:15
a temperature high enough
144
360000
2000
טמפרטורה גבוהה מספיק
06:17
that the aluminum metal product is liquid.
145
362000
2000
להפוך את תוצר האלומינייום לנוזלי.
06:19
The electrolyte
146
364000
2000
האלקטרוליט
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
הוא לא תמיסה של מלח ומים,
06:23
but rather salt that's melted.
148
368000
2000
אלא מלח מותך.
06:25
It's this combination of liquid metal,
149
370000
2000
תערובת זו של מתכת מותכת,
06:27
molten salt and high temperature
150
372000
3000
מלח מותך וטמפרטורות גבוהות
06:30
that allows us to send high current through this thing.
151
375000
4000
היא שמאפשרת לנו להעביר זרם גבוה דרך הדבר הזה.
06:34
Today, we can produce virgin metal from ore
152
379000
3000
היום אנחנו יכולים ליצור מתכת טהורה מעפרה
06:37
at a cost of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
בעלות של פחות מ-50 סנט לקילו.
06:40
That's the economic miracle
154
385000
2000
זה הנס הכלכלי
06:42
of modern electrometallurgy.
155
387000
2000
של המטלורגיה החשמלית המודרנית.
06:44
It is this that caught and held my attention
156
389000
3000
זה מה שמשך ולכד את תשומת לבי
06:47
to the point that I became obsessed with inventing a battery
157
392000
4000
עד כדי כך שנעשיתי כפייתי בנוגע להמצאת מצבר
06:51
that could capture this gigantic economy of scale.
158
396000
4000
שיכול להיות כלכלי בקנה-מידה עצום כזה
06:55
And I did.
159
400000
2000
וכך עשיתי.
06:57
I made the battery all liquid --
160
402000
3000
יצרתי את המצבר הנוזלי כולו --
07:00
liquid metals for both electrodes
161
405000
2000
מתכת נוזלית לשתי האלקטרודות
07:02
and a molten salt for the electrolyte.
162
407000
2000
ומלח מותך כאלקטרוליט.
07:04
I'll show you how.
163
409000
3000
אראה לכם איך.
07:24
So I put low-density
164
429000
3000
שמתי למעלה
07:27
liquid metal at the top,
165
432000
4000
מתכת נוזלית בצפיפות נמוכה,
07:31
put a high-density liquid metal at the bottom,
166
436000
6000
מתכת נוזלית בצפיפות גבוהה בתחתית,
07:37
and molten salt in between.
167
442000
3000
וביניהן מלח מותך.
07:43
So now,
168
448000
2000
כעת השאלה היא,
07:45
how to choose the metals?
169
450000
3000
איך לבחור את המתכות?
07:48
For me, the design exercise
170
453000
2000
עבורי, התרגיל התכנוני
07:50
always begins here
171
455000
2000
תמיד מתחיל כאן
07:52
with the periodic table,
172
457000
2000
בטבלת היסודות,
07:54
enunciated by another professor,
173
459000
2000
שנוצרה על ידי פרופסור אחר
07:56
Dimitri Mendeleyev.
174
461000
2000
בשם דימיטרי מנדלייב.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
כל מה שאנחנו מכירים
08:00
is made of some combination
176
465000
2000
מורכב מצירוף כלשהו
08:02
of what you see depicted here.
177
467000
3000
של מה שמתואר כאן.
08:05
And that includes our own bodies.
178
470000
2000
וזה כולל את הגוף שלנו.
08:07
I recall the very moment one day
179
472000
3000
אני זוכר את הרגע המדויק כשיום אחד
08:10
when I was searching for a pair of metals
180
475000
3000
חיפשתי זוג מתכות
08:13
that would meet the constraints
181
478000
2000
שיעמדו בדרישות
08:15
of earth abundance,
182
480000
2000
של הימצאות בשפע בכדור הארץ,
08:17
different, opposite density
183
482000
3000
דחיסות שונה והפוכה
08:20
and high mutual reactivity.
184
485000
2000
ותגובתיות הדדית גבוהה.
08:22
I felt the thrill of realization
185
487000
2000
חשתי את הריגוש של ההבנה
08:24
when I knew I'd come upon the answer.
186
489000
3000
כשידעתי שהגעתי לתשובה.
08:29
Magnesium for the top layer.
187
494000
3000
מגנזיום עבור השכבה העליונה.
08:32
And antimony
188
497000
2000
ואנטימון
08:34
for the bottom layer.
189
499000
3000
עבור השכבה התחתונה.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
אתם יודעים, אני חייב להגיד לכם,
08:39
one of the greatest benefits of being a professor:
191
504000
3000
זה אחד היתרונות הגדולים של להיות פרופסור:
08:42
colored chalk.
192
507000
2000
גיר צבעוני.
08:44
(Laughter)
193
509000
3000
(צחוק)
08:47
So to produce current,
194
512000
3000
אז כדי ליצור זרם,
08:50
magnesium loses two electrons
195
515000
2000
המגנזיום מאבד שני אלקטרונים
08:52
to become magnesium ion,
196
517000
3000
והופך ליון של מגנזיום,
08:55
which then migrates across the electrolyte,
197
520000
2000
שעובר דרך האלקטרוליט,
08:57
accepts two electrons from the antimony,
198
522000
3000
מקבל שני אלקטרונים מהאנטימון
09:00
and then mixes with it to form an alloy.
199
525000
3000
ואז מתערבב איתו ויוצר סגסוגת.
09:03
The electrons go to work
200
528000
2000
האלקטרונים מתחילים לעבוד
09:05
in the real world out here,
201
530000
3000
בעולם האמיתי, כאן בחוץ,
09:08
powering our devices.
202
533000
3000
ומפעילים את המכשירים שלנו.
09:14
Now to charge the battery,
203
539000
3000
עכשיו, כדי לטעון את המצבר,
09:17
we connect a source of electricity.
204
542000
3000
אנחנו מחברים מקור חשמל.
09:20
It could be something like a wind farm.
205
545000
3000
זה יכול להיות משהו כמו חוות רוח.
09:24
And then we reverse the current.
206
549000
4000
ואז אנחנו הופכים את כיוון הזרם.
09:28
And this forces magnesium to de-alloy
207
553000
5000
וזה מאלץ את המגנזיום להשתחרר מהסגסוגת
09:33
and return to the upper electrode,
208
558000
3000
לחזור לאלקטרודה העליונה,
09:36
restoring the initial constitution of the battery.
209
561000
5000
מה שמשחזר את מצבו המקורי של המצבר.
09:41
And the current passing between the electrodes
210
566000
3000
והזרם שעובר בין האלקטרודות
09:44
generates enough heat to keep it at temperature.
211
569000
3000
יוצר מספיק חום כדי לשמור על הטמפרטורה.
09:47
It's pretty cool,
212
572000
3000
זה די מגניב,
09:50
at least in theory.
213
575000
2000
לפחות בתאוריה.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
אבל האם זה באמת עובד?
09:54
So what to do next?
215
579000
2000
אז מה עושים עכשיו?
09:56
We go to the laboratory.
216
581000
2000
עכשיו נכנסים למעבדה.
09:58
Now do I hire seasoned professionals?
217
583000
4000
האם אני שוכר מומחים מנוסים?
10:02
No, I hire a student
218
587000
3000
לא, אני שוכר סטודנט
10:05
and mentor him,
219
590000
2000
וחונך אותו,
10:07
teach him how to think about the problem,
220
592000
3000
מלמד אותו איך לחשוב על הבעיה,
10:10
to see it from my perspective
221
595000
2000
לראות אותה מנקודת המבט שלי
10:12
and then turn him loose.
222
597000
2000
ואז משחרר אותו.
10:14
This is that student, David Bradwell,
223
599000
2000
זהו הסטודנט: דייויד בראדוול,
10:16
who, in this image,
224
601000
2000
שבתמונה הזו,
10:18
appears to be wondering if this thing will ever work.
225
603000
3000
נראה כתוהה אם זה אי-פעם יעבוד.
10:21
What I didn't tell David at the time
226
606000
2000
מה שלא אמרתי לדייויד בזמנו
10:23
was I myself wasn't convinced it would work.
227
608000
3000
זה שאני עצמי לא בטוח שזה יעבוד.
10:26
But David's young and he's smart
228
611000
2000
אבל דייויד צעיר וחכם
10:28
and he wants a Ph.D.,
229
613000
2000
והוא רוצה תואר דוקטור,
10:30
and he proceeds to build --
230
615000
2000
והוא ממשיך לבנות --
10:32
(Laughter)
231
617000
2000
(צחוק)
10:34
He proceeds to build
232
619000
2000
הוא ממשיך לבנות
10:36
the first ever liquid metal battery
233
621000
2000
את מצבר המתכת הנוזלית הראשון אי-פעם
10:38
of this chemistry.
234
623000
2000
עם הכימיה הזאת.
10:40
And based on David's initial promising results,
235
625000
3000
ועל יסוד התוצאות הראשוניות המבטיחות של דייויד,
10:43
which were paid
236
628000
2000
שמומנו
10:45
with seed funds at MIT,
237
630000
3000
בכספי הזנק של אם-איי-טי,
10:48
I was able to attract major research funding
238
633000
3000
הצלחתי להשיג מימון מחקרי גדול
10:51
from the private sector
239
636000
2000
מהמגזר הפרטי
10:53
and the federal government.
240
638000
2000
ומהממשל הפדרלי.
10:55
And that allowed me to expand my group to 20 people,
241
640000
3000
וזה איפשר לי להרחיב את הצוות שלי ל-20 איש,
10:58
a mix of graduate students, post-docs
242
643000
2000
עירוב של סטודנטים לתואר שני, פוסט-דוקטורנטים
11:00
and even some undergraduates.
243
645000
2000
ואפילו סטודנטים לתואר ראשון.
11:02
And I was able to attract really, really good people,
244
647000
3000
והצלחתי למשוך אנשים ממש-ממש טובים,
11:05
people who share my passion
245
650000
2000
אנשים ששותפים ללהט שלי
11:07
for science and service to society,
246
652000
2000
למדע ולשירות לחברה,
11:09
not science and service for career building.
247
654000
4000
ולא למדע ולשירות לבניית קריירה.
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
ואם תשאלו את האנשים האלו
11:15
why they work on liquid metal battery,
249
660000
2000
מדוע הם עובדים על מצבר מתכת נוזלית,
11:17
their answer would hearken back
250
662000
2000
תשמעו בתשובתם הד
11:19
to President Kennedy's remarks
251
664000
2000
להערות הנשיא קנדי
11:21
at Rice University in 1962
252
666000
3000
באוניברסיטת רייס ב-1962
11:24
when he said -- and I'm taking liberties here --
253
669000
2000
כשאמר-- בלשון חופשית--
11:26
"We choose to work on grid-level storage,
254
671000
2000
"אנחנו בוחרים לעבוד על אחסון ברמת הרשת,
11:28
not because it is easy,
255
673000
2000
לא בגלל שזה קל,
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
אלא בגלל שזה קשה."
11:32
(Applause)
257
677000
6000
(מחיאות כפיים)
11:39
So this is the evolution of the liquid metal battery.
258
684000
3000
אז זו האבולוציה של מצבר המתכת הנוזלית.
11:42
We start here with our workhorse one watt-hour cell.
259
687000
3000
התחלנו כאן עם סוס העבודה שלנו, תא של 1 וואט-שעה.
11:45
I called it the shotglass.
260
690000
2000
אני קורא לו הכוסית.
11:47
We've operated over 400 of these,
261
692000
3000
הפעלנו יותר מ-400 כאלה,
11:50
perfecting their performance with a plurality of chemistries --
262
695000
3000
תוך שיפור הביצועים שלהם בעזרת כל מיני כימיות--
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
לא רק מגנזיום ואנטימון.
11:55
Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.
264
700000
3000
בדרך גדלנו לתא של 20 וואט-שעה.
11:58
I call it the hockey puck.
265
703000
2000
אני קורא לו דיסקית ההוקי.
12:00
And we got the same remarkable results.
266
705000
2000
וקיבלנו את אותן תוצאות נפלאות.
12:02
And then it was onto the saucer.
267
707000
2000
ואז המשכנו לצלחת.
12:04
That's 200 watt-hours.
268
709000
2000
כאן זה 200 וואט-שעה.
12:06
The technology was proving itself
269
711000
2000
הטכנולוגיה הוכיחה את עצמה
12:08
to be robust and scalable.
270
713000
3000
כאמינה וניתנת להגדלה.
12:11
But the pace wasn't fast enough for us.
271
716000
2000
אבל הקצב לא היה מהיר מספיק בשבילנו.
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
אז לפני שנה וחצי,
12:15
David and I,
273
720000
2000
דייויד ואני,
12:17
along with another research staff-member,
274
722000
2000
יחד עם חבר-צוות נוסף,
12:19
formed a company
275
724000
2000
הקמנו חברה
12:21
to accelerate the rate of progress
276
726000
2000
כדי להאיץ את קצב ההתקדמות
12:23
and the race to manufacture product.
277
728000
2000
ואת המירוץ לייצר מוצר.
12:25
So today at LMBC,
278
730000
2000
אז היום ב"תאגיד המצבר הנוזלי",
12:27
we're building cells 16 inches in diameter
279
732000
2000
אנחנו בונים תאים בקוטר 40 ס"מ
12:29
with a capacity of one kilowatt-hour --
280
734000
2000
בעלי קיבולת של 1 קילוואט-שעה--
12:31
1,000 times the capacity
281
736000
3000
פי 1,000 מהקיבולת
12:34
of that initial shotglass cell.
282
739000
2000
של תא הכוסית הראשון.
12:36
We call that the pizza.
283
741000
2000
אנחנו קוראים לתא כזה "פיצה".
12:38
And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.
284
743000
3000
ובאופק יש לנו תא של 4 קילווואט-שעה.
12:41
It's going to be 36 inches in diameter.
285
746000
2000
הוא יהיה בקוטר 91 ס"מ.
12:43
We call that the bistro table,
286
748000
2000
אנחנו מכנים אותו "שולחן בר",
12:45
but it's not ready yet for prime-time viewing.
287
750000
2000
אך הוא עדיין לא מוכן לחשיפה בשעת צפיית-שיא.
12:47
And one variant of the technology
288
752000
2000
וסוג אחד של הטכנולוגיה הזו
12:49
has us stacking these bistro tabletops into modules,
289
754000
4000
מאפשר לנו לערום את שולחנות הבר האלה זה על זה כמודולים,
12:53
aggregating the modules into a giant battery
290
758000
3000
ולחבר מודולים למצבר ענק
12:56
that fits in a 40-foot shipping container
291
761000
2000
שנכנס למכולה של 12 מטר
12:58
for placement in the field.
292
763000
2000
ומיועד להצבה בשטח.
13:00
And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --
293
765000
3000
יש לה קיבולת מוצהרת של 2 מגה-וואט שעה--
13:03
two million watt-hours.
294
768000
2000
שני מיליון וואט-שעה.
13:05
That's enough energy
295
770000
2000
זו אנרגיה שמספיקה
13:07
to meet the daily electrical needs
296
772000
2000
כדי לעמוד בדרישה היומית
13:09
of 200 American households.
297
774000
2000
של 200 בתי אב אמריקאים.
13:11
So here you have it, grid-level storage:
298
776000
3000
אז הרי לכם אחסון ברמת הרשת:
13:14
silent, emissions-free,
299
779000
3000
שקט, נטול פליטות,
13:17
no moving parts,
300
782000
2000
ללא חלקים נעים,
13:19
remotely controlled,
301
784000
2000
נשלט מרחוק,
13:21
designed to the market price point
302
786000
3000
מתוכנן לרמת המחירים בשוק
13:24
without subsidy.
303
789000
3000
ללא סובסידיות.
13:27
So what have we learned from all this?
304
792000
2000
ומה למדנו מכל זה?
13:29
(Applause)
305
794000
6000
(מחיאות כפיים)
13:35
So what have we learned from all this?
306
800000
2000
מה למדנו מכל זה?
13:37
Let me share with you
307
802000
2000
תנו לי לשתף אתכם
13:39
some of the surprises, the heterodoxies.
308
804000
3000
בכמה מההפתעות והכפירות במוסכמות.
13:42
They lie beyond the visible.
309
807000
2000
הן נמצאות מעבר לתחום הנראה-לעין.
13:44
Temperature:
310
809000
2000
טמפרטורה:
13:46
Conventional wisdom says set it low,
311
811000
2000
ההגיון המקובל אומר לקבוע אותה נמוך,
13:48
at or near room temperature,
312
813000
2000
סביב טמפרטורת החדר,
13:50
and then install a control system to keep it there.
313
815000
3000
ואז להתקין מערכת בקרה כדי לשמור עליה.
13:53
Avoid thermal runaway.
314
818000
2000
למנוע בריחה תרמית.
13:55
Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature
315
820000
3000
מצבר מתכת נוזלית מתוכנן לעבוד בטמפרטורות גבוהות
13:58
with minimum regulation.
316
823000
3000
עם ויסות מינימלי.
14:01
Our battery can handle the very high temperature rises
317
826000
3000
המצבר שלנו יכול לעמוד בעליות טמפרטורה גבוהות
14:04
that come from current surges.
318
829000
4000
שמקורן בנחשולי הזרם.
14:08
Scaling: Conventional wisdom says
319
833000
3000
עליה בגודל: ההגיון המקובל אומר
14:11
reduce cost by producing many.
320
836000
2000
להקטין עלויות ע"י ייצור כמויות.
14:13
Liquid metal battery is designed to reduce cost
321
838000
3000
מצברי מתכת נוזלית מתוכננים להפחית עלויות
14:16
by producing fewer, but they'll be larger.
322
841000
3000
ע"י ייצור של פחות מצברים, אך גדולים יותר.
14:19
And finally, human resources:
323
844000
2000
ולבסוף, משאבי אנוש:
14:21
Conventional wisdom says
324
846000
2000
ההגיון המקובל אומר
14:23
hire battery experts,
325
848000
2000
לשכור מומחים למצברים,
14:25
seasoned professionals,
326
850000
2000
אנשי מקצוע מנוסים,
14:27
who can draw upon their vast experience and knowledge.
327
852000
3000
שיכולים לשאוב מהנסיון והידע הרחב שלהם.
14:30
To develop liquid metal battery,
328
855000
2000
כדי לפתח מצברי מתכת נוזלית,
14:32
I hired students and post-docs and mentored them.
329
857000
3000
ואני שכרתי סטודנטים ובוגרים וחנכתי אותם.
14:35
In a battery,
330
860000
2000
במצבר,
14:37
I strive to maximize electrical potential;
331
862000
3000
אני שואף להגדיל את הפוטנציאל החשמלי;
14:40
when mentoring,
332
865000
2000
כשאני מחנך,
14:42
I strive to maximize human potential.
333
867000
2000
אני שואף להגדיל את הפוטנציאל האנושי.
14:44
So you see,
334
869000
2000
אז אתם רואים,
14:46
the liquid metal battery story
335
871000
2000
סיפור מצבר המתכת הנוזלית
14:48
is more than an account
336
873000
2000
הוא יותר מסיפור
14:50
of inventing technology,
337
875000
2000
העוסק בהמצאת טכנולוגיה,
14:52
it's a blueprint
338
877000
2000
אלא תוכנית
14:54
for inventing inventors, full-spectrum.
339
879000
3000
להמצאת ממציאים, תכנית לכל הספקטרום.
14:57
(Applause)
340
882000
11000
(מחיאות כפיים)
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