TED2012
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
Donald Sadoway: Den saknade länken till förnybar energi
Filmed:
Readability: 5
2,374,649 views
Vad är nyckeln för att öka användningen av förnyelsebar energi som sol och vind? Lagringen -- så att vi kan ha kraft att tappa från kranen även när inte solen lyser och vinden inte blåser. I detta lättillgängliga och inspirerande föredrag, tar Donald Sadoway svarta tavlan till hjälp och visar oss framtidens högkapacitetsbatterier som lagrar den förnyelsebara energin. Han framhåller: "Vi behöver tänka som inte alla andra gör. Vi behöver tänka stort. Vi behöver tänka snålt."
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
Elenergin till lamporna i denna teater
producerades alldeles nyss.
00:18
was generated just moments ago.
1
3000
3000
00:21
Because the way things stand today,
2
6000
3000
För det är så det fungerar i dag,
00:24
electricity demand must be in constant balance
3
9000
3000
förbrukningen av el måste vara i ständig balans
00:27
with electricity supply.
4
12000
3000
med tillförseln av el.
00:30
If in the time that it took me to walk out here on this stage,
5
15000
3000
Om det slutade komma in några tiotals megawatt
00:33
some tens of megawatts of wind power
6
18000
3000
av vindkraft i elnätet
00:36
stopped pouring into the grid,
7
21000
3000
under tiden som det tog för mig
att komma fram på scenen,
att komma fram på scenen,
00:39
the difference would have to be made up
8
24000
2000
så skulle skillnaden omedelbart behöva produceras
00:41
from other generators immediately.
9
26000
4000
från andra generatorer
00:45
But coal plants, nuclear plants
10
30000
3000
Men kolkraftverk, kärnkraftverk
00:48
can't respond fast enough.
11
33000
2000
kan inte svara tillräckligt fort.
00:50
A giant battery could.
12
35000
2000
Ett gigantiskt batteri skulle dock kunna göra det.
00:52
With a giant battery,
13
37000
2000
Med ett gigantiskt batteri skulle vi kunna
00:54
we'd be able to address the problem of intermittency
14
39000
3000
lösa problemet med oregelbundenheten
00:57
that prevents wind and solar
15
42000
2000
som förhindrar vind- och solenergi
00:59
from contributing to the grid
16
44000
2000
från att bidra till elkraft på nätet på samma sätt
01:01
in the same way that coal, gas and nuclear do today.
17
46000
4000
som kol, naturgas och kärnkraft gör i dag.
01:05
You see, the battery
18
50000
2000
För ni förstår, batteriet
01:07
is the key enabling device here.
19
52000
3000
är här den möjliggörande nyckelkomponenten.
01:10
With it, we could draw electricity from the sun
20
55000
3000
Med det skulle vi kunna ta ut el från solen
01:13
even when the sun doesn't shine.
21
58000
2000
även när inte solen skiner.
01:15
And that changes everything.
22
60000
3000
Det ändrar allt.
01:18
Because then renewables
23
63000
2000
Därför att då skulle det förnybara
01:20
such as wind and solar
24
65000
2000
som vind och sol
01:22
come out from the wings,
25
67000
2000
komma loss från sin sidoposition,
01:24
here to center stage.
26
69000
2000
och in på huvudscenen.
01:26
Today I want to tell you about such a device.
27
71000
3000
I dag vill jag berätta om en sådan sak.
01:29
It's called the liquid metal battery.
28
74000
2000
Det kallas "flytande metall"-batteriet.
01:31
It's a new form of energy storage
29
76000
2000
Det är en ny form av energilagring
01:33
that I invented at MIT
30
78000
3000
som jag uppfann på MIT
01:36
along with a team of my students
31
81000
2000
tillsammans med mitt lag av studenter
01:38
and post-docs.
32
83000
2000
och forskarassistenter (post-docs).
01:40
Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.
33
85000
3000
Nu är temat för denna TED-konferens det "Hela Spektrumet".
01:43
The OED defines spectrum
34
88000
3000
Oxfords engelska ordbok (OED) definierar spektrum
01:46
as "The entire range of wavelengths
35
91000
3000
som "Hela området av våglängder
01:49
of electromagnetic radiation,
36
94000
2000
av elektromagnetisk strålning,
01:51
from the longest radio waves to the shortest gamma rays
37
96000
3000
från de längsta radiovågorna till de kortaste gammastrålarna,
01:54
of which the range of visible light
38
99000
3000
av vilket området med synbart ljus
01:57
is only a small part."
39
102000
2000
endast är en lite del."
01:59
So I'm not here today only to tell you
40
104000
2000
Så jag är inte här i dag för tala om
02:01
how my team at MIT has drawn out of nature
41
106000
3000
hur min grupp på MIT i naturen hittat
02:04
a solution to one of the world's great problems.
42
109000
3000
en lösning till ett av världens största problem.
02:07
I want to go full spectrum and tell you how,
43
112000
3000
Jag vill gå längs hela spektrumet och berätta hur,
02:10
in the process of developing
44
115000
2000
under utvecklingsprocessen av
02:12
this new technology,
45
117000
2000
denna nya teknologi,
02:14
we've uncovered some surprising heterodoxies
46
119000
3000
vi upptäckte några överraskande motsägelser
02:17
that can serve as lessons for innovation,
47
122000
3000
som kan tjäna som inspiration för innovationer,
02:20
ideas worth spreading.
48
125000
3000
idéer värda att spridas.
02:23
And you know,
49
128000
2000
Och ni vet,
02:25
if we're going to get this country out of its current energy situation,
50
130000
4000
om vi ska få detta land ur den nuvarande
energisituationen,
energisituationen,
02:29
we can't just conserve our way out;
51
134000
3000
kan vi inte bara spara oss ur den;
02:32
we can't just drill our way out;
52
137000
3000
kan vi inte bara borra oss ur den
02:35
we can't bomb our way out.
53
140000
2000
kan vi inte bara bomba oss ur den.
02:37
We're going to do it the old-fashioned American way,
54
142000
2000
Vi kommer att göra det på det gamla goda amerikanska sättet,
02:39
we're going to invent our way out,
55
144000
2000
vi kommer uppfinna oss ur det,
02:41
working together.
56
146000
2000
genom att arbeta tillsammans.
02:43
(Applause)
57
148000
3000
(Applåder)
02:46
Now let's get started.
58
151000
2000
Så låt oss nu börja.
02:48
The battery was invented about 200 years ago
59
153000
3000
Batteriet uppfanns för ungefär 200 år sen
02:51
by a professor, Alessandro Volta,
60
156000
2000
av en professor, Alessandro Volta
02:53
at the University of Padua in Italy.
61
158000
3000
vid Pavias universitet i Italien.
02:56
His invention gave birth to a new field of science,
62
161000
2000
Hans uppfinning gav upphov till en ny vetenskapsgren,
02:58
electrochemistry,
63
163000
2000
elektrokemi
03:00
and new technologies
64
165000
2000
och nya teknologier
03:02
such as electroplating.
65
167000
2000
som elektroplättering.
03:04
Perhaps overlooked,
66
169000
2000
Kanske något som förbisetts
03:06
Volta's invention of the battery
67
171000
2000
är att Voltas uppfinning av batteriet,
03:08
for the first time also
68
173000
2000
samtidigt var första gången
03:10
demonstrated the utility of a professor.
69
175000
2000
nyttan med en professor demonstrerades.
03:12
(Laughter)
70
177000
2000
(Skratt)
03:14
Until Volta, nobody could imagine
71
179000
2000
Före Volta, kunde ingen föreställa sig att
03:16
a professor could be of any use.
72
181000
3000
en professor skulle göra någon nytta överhuvudtaget.
03:19
Here's the first battery --
73
184000
3000
Här är det första batteriet --
03:22
a stack of coins, zinc and silver,
74
187000
3000
en stapel av mynt i zink och silver,
03:25
separated by cardboard soaked in brine.
75
190000
2000
skilda av kartong, indränkt i saltlösning.
03:27
This is the starting point
76
192000
2000
Detta är startpunkten
03:29
for designing a battery --
77
194000
2000
för att utforma ett batteri --
03:31
two electrodes,
78
196000
2000
två elektroder,
03:33
in this case metals of different composition,
79
198000
2000
i detta fall två metaller av olika sammansättning,
03:35
and an electrolyte,
80
200000
2000
och en elektrolyt,
03:37
in this case salt dissolved in water.
81
202000
2000
i detta fall salt löst i vatten.
03:39
The science is that simple.
82
204000
2000
Så enkel är den vetenskapen.
03:41
Admittedly, I've left out a few details.
83
206000
4000
Medvetet har jag utelämnat några detaljer.
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
Jag har nu lärt er
03:47
that battery science is straightforward
85
212000
2000
att batterivetenskapen är rättfram
03:49
and the need for grid-level storage
86
214000
2000
och behovet av lagring på kraftnätsnivån
03:51
is compelling,
87
216000
2000
är tilltalande,
03:53
but the fact is
88
218000
2000
men faktum är
03:55
that today there is simply no battery technology
89
220000
3000
att i dag finns det helt enkelt ingen batteriteknik
03:58
capable of meeting
90
223000
2000
som kapabel att möta
04:00
the demanding performance requirements of the grid --
91
225000
4000
de tilltagande prestandabehovet i kraftnätet --
04:04
namely uncommonly high power,
92
229000
2000
nämligen den ovanligt höga effekten,
04:06
long service lifetime
93
231000
2000
den långa livslängden
04:08
and super-low cost.
94
233000
2000
och en väldigt låg kostnad.
04:10
We need to think about the problem differently.
95
235000
3000
Vi behöver tänka annorlunda.
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
Vi behöver tänka stort,
04:15
we need to think cheap.
97
240000
2000
vi behöver tänka snålt.
04:17
So let's abandon the paradigm
98
242000
2000
Så låt os överge paradigmet
04:19
of let's search for the coolest chemistry
99
244000
3000
att "låt oss söka efter den coolaste kemin
04:22
and then hopefully we'll chase down the cost curve
100
247000
2000
och förhoppningsvis kan vi trycka ned kostnadskurvan
04:24
by just making lots and lots of product.
101
249000
3000
genom att göra ett mycket stort antal av dem."
04:27
Instead, let's invent
102
252000
2000
Låt oss istället uppfinna
04:29
to the price point of the electricity market.
103
254000
3000
så vi möter kostnadskurvan hos elmarknaden.
04:32
So that means
104
257000
2000
Detta betyder
04:34
that certain parts of the periodic table
105
259000
2000
att vissa delar av det periodiska systemet
04:36
are axiomatically off-limits.
106
261000
2000
är omöjliga att använda, på grund
av ämnenas egenskaper där.
av ämnenas egenskaper där.
04:38
This battery needs to be made
107
263000
2000
Detta batteri behöver göras
04:40
out of earth-abundant elements.
108
265000
2000
av vanligt förekommande grundämnen.
04:42
I say, if you want to make something dirt cheap,
109
267000
3000
Jag säger, om man vill göra något som är skitbilligt,
04:45
make it out of dirt --
110
270000
2000
så måste man göra det av jord --
04:47
(Laughter)
111
272000
2000
(Skratt)
04:49
preferably dirt
112
274000
2000
helst av jord
04:51
that's locally sourced.
113
276000
3000
från lokala källor.
04:54
And we need to be able to build this thing
114
279000
3000
Och vi kommer behöva bygga denna sak
04:57
using simple manufacturing techniques and factories
115
282000
3000
genom att använda enkla tillverkningstekniker och fabriker
05:00
that don't cost us a fortune.
116
285000
3000
som inte kostar en förmögenhet.
05:04
So about six years ago,
117
289000
2000
För ungefär sex år sen,
05:06
I started thinking about this problem.
118
291000
2000
började jag tänka på detta problem.
05:08
And in order to adopt a fresh perspective,
119
293000
3000
För att kunna tillämpa ett nyskapande perspektiv
05:11
I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.
120
296000
4000
sökte jag inspiration långt utanför fältet hur man lagrar el.
05:15
In fact, I looked to a technology
121
300000
3000
Faktum är att jag tittade på teknik
05:18
that neither stores nor generates electricity,
122
303000
3000
som varken lagrar eller generar elektricitet,
05:21
but instead consumes electricity,
123
306000
2000
men som istället förbrukar el och
05:23
huge amounts of it.
124
308000
2000
enorma mängder av det.
05:25
I'm talking about the production of aluminum.
125
310000
4000
Jag pratar om aluminiumproduktion.
05:29
The process was invented in 1886
126
314000
2000
Den processen uppfanns 1886
05:31
by a couple of 22-year-olds --
127
316000
2000
av några 22 åringar --
05:33
Hall in the United States and Heroult in France.
128
318000
3000
Hall i USA och Héroult i Frankrike.
05:36
And just a few short years following their discovery,
129
321000
3000
Och bara på några få år som följde efter deras upptäckt,
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
så förändrades aluminium
05:41
from a precious metal costing as much as silver
131
326000
3000
från att vara en dyrbar metall som kostade som silver
05:44
to a common structural material.
132
329000
3000
till att bli ett vanligt konstruktionsmaterial.
05:47
You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.
133
332000
3000
Nu ser ni cellhusen i ett modernt aluminiumsmältverk.
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
Verket är cirka 12 meter brett (50 fot)
05:52
and recedes about half a mile --
135
337000
2000
och sträcker sig ungefär 8 kilometer--
05:54
row after row of cells
136
339000
3000
rader efter rader av celler
05:57
that, inside, resemble Volta's battery,
137
342000
3000
som, inuti, påminner om Voltas batteri,
06:00
with three important differences.
138
345000
2000
men med tre viktiga skillnader.
06:02
Volta's battery works at room temperature.
139
347000
3000
Voltas batteri fungerar vid rumstemperatur.
06:05
It's fitted with solid electrodes
140
350000
3000
Det har fasta elektroder
06:08
and an electrolyte that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
och en elektrolyt som består av en lösning av salt och vatten.
06:11
The Hall-Heroult cell
142
356000
2000
Hall-Héroults cell
06:13
operates at high temperature,
143
358000
2000
arbetar vid högre temperatur,
06:15
a temperature high enough
144
360000
2000
vid en temperatur hög nog
06:17
that the aluminum metal product is liquid.
145
362000
2000
att hålla aluminiumet flytande.
06:19
The electrolyte
146
364000
2000
Elektrolyten
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
är inte att lösning av salt och vatten
06:23
but rather salt that's melted.
148
368000
2000
det är snarare smält salt.
06:25
It's this combination of liquid metal,
149
370000
2000
Det är denna kombination av flytande metall,
06:27
molten salt and high temperature
150
372000
3000
smält salt och hög temperatur
06:30
that allows us to send high current through this thing.
151
375000
4000
som tillåter oss att sända en hög ström genom den.
06:34
Today, we can produce virgin metal from ore
152
379000
3000
I dag kan vi producera jungfrulig metall av malm
06:37
at a cost of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
som kostar mindre än 15 kr/kg
(50 cent per pund).
(50 cent per pund).
06:40
That's the economic miracle
154
385000
2000
Det är ett ekonomiskt under som
06:42
of modern electrometallurgy.
155
387000
2000
skapats av modern elektrometallurgi.
06:44
It is this that caught and held my attention
156
389000
3000
Det var det här som fångade och höll kvar
min uppmärksamhet
min uppmärksamhet
06:47
to the point that I became obsessed with inventing a battery
157
392000
4000
till en punkt där jag blev besatt av att
uppfinna ett batteri
uppfinna ett batteri
06:51
that could capture this gigantic economy of scale.
158
396000
4000
som kunde innefatta alla dessa gigantiska stordriftsfördelar.
06:55
And I did.
159
400000
2000
Och jag gjorde det.
06:57
I made the battery all liquid --
160
402000
3000
Jag gjorde batteriet helt flytande --
07:00
liquid metals for both electrodes
161
405000
2000
flytande metaller för båda elektroderna
07:02
and a molten salt for the electrolyte.
162
407000
2000
och ett smält salt som elektrolyt.
07:04
I'll show you how.
163
409000
3000
Jag kommer visa er hur.
07:24
So I put low-density
164
429000
3000
Så jag placerar flytande metall
07:27
liquid metal at the top,
165
432000
4000
med låg densitet på toppen,
07:31
put a high-density liquid metal at the bottom,
166
436000
6000
placerar en flytande högdensitetsmetall i botten,
07:37
and molten salt in between.
167
442000
3000
och ett smält salt mellan dem.
07:43
So now,
168
448000
2000
Så nu,
07:45
how to choose the metals?
169
450000
3000
hur ska man välja metallerna?
07:48
For me, the design exercise
170
453000
2000
För mig börjar designuppgiften
07:50
always begins here
171
455000
2000
alltid här
07:52
with the periodic table,
172
457000
2000
med det periodiska systemet,
07:54
enunciated by another professor,
173
459000
2000
framtaget av en annan professor
07:56
Dimitri Mendeleyev.
174
461000
2000
Dmitrij Mendelejev.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
Allting som vi känner till
08:00
is made of some combination
176
465000
2000
är gjort av några kombinationer
08:02
of what you see depicted here.
177
467000
3000
som du kan se avbildade här.
08:05
And that includes our own bodies.
178
470000
2000
Och det inkluderar våra egna kroppar.
08:07
I recall the very moment one day
179
472000
3000
Jag kommer ihåg stunden den där dagen
08:10
when I was searching for a pair of metals
180
475000
3000
när jag sökte efter ett metallpar
08:13
that would meet the constraints
181
478000
2000
som skulle möta begränsningarna
08:15
of earth abundance,
182
480000
2000
i tillgänglighet,
08:17
different, opposite density
183
482000
3000
av olika och motsatt densitet
08:20
and high mutual reactivity.
184
485000
2000
och hög ömsesidig reaktivitet.
08:22
I felt the thrill of realization
185
487000
2000
Jag kände en rysning när jag insåg
08:24
when I knew I'd come upon the answer.
186
489000
3000
att jag kommit fram till svaret.
08:29
Magnesium for the top layer.
187
494000
3000
Magnesium för topplagret.
08:32
And antimony
188
497000
2000
Och antimon
08:34
for the bottom layer.
189
499000
3000
för bottenlagret.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
Och ni vet, jag måste berätta:
08:39
one of the greatest benefits of being a professor:
191
504000
3000
en av de största fördelarna med att vara professor:
08:42
colored chalk.
192
507000
2000
färgade kritor.
08:44
(Laughter)
193
509000
3000
(Skratt)
08:47
So to produce current,
194
512000
3000
För att producera ström,
08:50
magnesium loses two electrons
195
515000
2000
tappar magnesium två elektroner
08:52
to become magnesium ion,
196
517000
3000
och blir en magnesiumjon,
08:55
which then migrates across the electrolyte,
197
520000
2000
vilken sedan migrerar genom elektrolyten,
08:57
accepts two electrons from the antimony,
198
522000
3000
tar emot två elektroner från antimonet,
09:00
and then mixes with it to form an alloy.
199
525000
3000
vilket blandar sig och skapar en legering.
09:03
The electrons go to work
200
528000
2000
Elektronerna går till arbetet
09:05
in the real world out here,
201
530000
3000
i den verkliga världen här ute
09:08
powering our devices.
202
533000
3000
och ger kraft till våra apparater.
09:14
Now to charge the battery,
203
539000
3000
Vi laddar batteriet
09:17
we connect a source of electricity.
204
542000
3000
genom att koppla det till en elektricitetskälla.
09:20
It could be something like a wind farm.
205
545000
3000
Det skulle kunna vara till exempel en vindkraftspark.
09:24
And then we reverse the current.
206
549000
4000
Och då reverserar vi strömmen.
09:28
And this forces magnesium to de-alloy
207
553000
5000
Och det tvingar magnesiumet att skilja
sig från legeringen
sig från legeringen
09:33
and return to the upper electrode,
208
558000
3000
och återgå till den övre elektroden och
09:36
restoring the initial constitution of the battery.
209
561000
5000
återställa det initiala tillståndet hos batteriet.
09:41
And the current passing between the electrodes
210
566000
3000
Och genom att låta strömmen passera mellan elektroderna
09:44
generates enough heat to keep it at temperature.
211
569000
3000
tillförs tillräckligt med värme för att hålla temperaturen.
09:47
It's pretty cool,
212
572000
3000
Det är ganska coolt,
09:50
at least in theory.
213
575000
2000
i varje fall i teorin.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
Men funkar det verkligen?
09:54
So what to do next?
215
579000
2000
Så vad gör man i nästa steg?
09:56
We go to the laboratory.
216
581000
2000
Vi går till laboratoriet.
09:58
Now do I hire seasoned professionals?
217
583000
4000
Men anställer jag nu erfarna fackmän?
10:02
No, I hire a student
218
587000
3000
Nej, jag anställer en student
10:05
and mentor him,
219
590000
2000
och är hans mentor,
10:07
teach him how to think about the problem,
220
592000
3000
lär honom om hur jag tänker kring problemet,
10:10
to see it from my perspective
221
595000
2000
för han ska se det ur mitt perspektiv
10:12
and then turn him loose.
222
597000
2000
och sen släpper jag lös honom.
10:14
This is that student, David Bradwell,
223
599000
2000
Det här är studenten, David Bradwell,
10:16
who, in this image,
224
601000
2000
vilken i denna bild
10:18
appears to be wondering if this thing will ever work.
225
603000
3000
verkar undrar om detta någonsin
kommer att fungera.
kommer att fungera.
10:21
What I didn't tell David at the time
226
606000
2000
Vad jag då inte berättade för David
10:23
was I myself wasn't convinced it would work.
227
608000
3000
var att jag själv inte var övertygad
om att detta skulle fungera.
om att detta skulle fungera.
10:26
But David's young and he's smart
228
611000
2000
Men David är ung, han är smart,
10:28
and he wants a Ph.D.,
229
613000
2000
han vill bli doktor (PhD.),
10:30
and he proceeds to build --
230
615000
2000
och han fortsätter att bygga.
10:32
(Laughter)
231
617000
2000
(Skratt)
10:34
He proceeds to build
232
619000
2000
Han fortsätter att bygga
10:36
the first ever liquid metal battery
233
621000
2000
det första flytande metallbatteriet någonsin,
10:38
of this chemistry.
234
623000
2000
med denna typ av kemi.
10:40
And based on David's initial promising results,
235
625000
3000
Baserat på Davids lovande preliminära resultat,
10:43
which were paid
236
628000
2000
vilka betalades med medel
10:45
with seed funds at MIT,
237
630000
3000
från en såddfond på MIT,
10:48
I was able to attract major research funding
238
633000
3000
kunde jag attrahera en omfattande forskningsfinansiering
10:51
from the private sector
239
636000
2000
från den privata sektorn
10:53
and the federal government.
240
638000
2000
och från de federala myndigheterna.
10:55
And that allowed me to expand my group to 20 people,
241
640000
3000
Och det gav mig möjlighet att expandera min
grupp till 20 personer,
grupp till 20 personer,
10:58
a mix of graduate students, post-docs
242
643000
2000
med en blandning av forskarstuderande, post-docs
11:00
and even some undergraduates.
243
645000
2000
och till och med några studenter på grundnivå.
11:02
And I was able to attract really, really good people,
244
647000
3000
Och jag hade möjlighet att attrahera väldigt
väldigt bra personer,
väldigt bra personer,
11:05
people who share my passion
245
650000
2000
sådana som delade min passion
11:07
for science and service to society,
246
652000
2000
för vetenskap och samhällsnytta,
11:09
not science and service for career building.
247
654000
4000
inte för vetenskap och karriärnytta.
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
Och om du frågar dessa människor
11:15
why they work on liquid metal battery,
249
660000
2000
varför de arbetar med flytande metallbatterier,
11:17
their answer would hearken back
250
662000
2000
så kommer deras svar att klinga av
11:19
to President Kennedy's remarks
251
664000
2000
President Kennedys tal
11:21
at Rice University in 1962
252
666000
3000
vid Rice University 1962
11:24
when he said -- and I'm taking liberties here --
253
669000
2000
när han sa -- och jag tar mig här friheter här --
11:26
"We choose to work on grid-level storage,
254
671000
2000
"Vi väljer arbeta med kraftnätslagring.
11:28
not because it is easy,
255
673000
2000
Inte därför att det är enkelt,
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
men för att det är svårt."
11:32
(Applause)
257
677000
6000
(Applåder)
11:39
So this is the evolution of the liquid metal battery.
258
684000
3000
Det var på det sättet som det flytande
metallbatteriet växte fram.
metallbatteriet växte fram.
11:42
We start here with our workhorse one watt-hour cell.
259
687000
3000
Vi börjar med en av våra arbetshästar: 1-wattimmescellen.
11:45
I called it the shotglass.
260
690000
2000
Jag kallar den Shotglaset.
11:47
We've operated over 400 of these,
261
692000
3000
Vi har haft över 400 sådana i drift,
11:50
perfecting their performance with a plurality of chemistries --
262
695000
3000
och under tiden förbättrat deras prestanda
genom en mångfald av olika kemier
genom en mångfald av olika kemier
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
inte bara magnesium och antimon.
11:55
Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.
264
700000
3000
Längs vägen har vi skalat upp till en cell
som klarar 20 wattimmar.
som klarar 20 wattimmar.
11:58
I call it the hockey puck.
265
703000
2000
Jag kallar denna Hockeypucken.
12:00
And we got the same remarkable results.
266
705000
2000
Och vi fick samma anmärkningsvärda resultat.
12:02
And then it was onto the saucer.
267
707000
2000
Och efter den kom Tefatet.
12:04
That's 200 watt-hours.
268
709000
2000
Som klarar 200 wattimmar.
12:06
The technology was proving itself
269
711000
2000
Teknologin har visat sig
12:08
to be robust and scalable.
270
713000
3000
vara robust och skalbar.
12:11
But the pace wasn't fast enough for us.
271
716000
2000
Men farten var inte tillräckligt hög för oss.
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
Så för ett och ett halvt år sedan,
12:15
David and I,
273
720000
2000
bildade David och jag,
12:17
along with another research staff-member,
274
722000
2000
tillsammans med en annan medarbetare
i forskningsgruppen,
i forskningsgruppen,
12:19
formed a company
275
724000
2000
ett företag
12:21
to accelerate the rate of progress
276
726000
2000
för påskynda utvecklingstakten
12:23
and the race to manufacture product.
277
728000
2000
och påskynda tillverkningen av en produkt.
12:25
So today at LMBC,
278
730000
2000
Så idag på LMBC,
12:27
we're building cells 16 inches in diameter
279
732000
2000
bygger vi celler som har en diameter på 40 centimeter
12:29
with a capacity of one kilowatt-hour --
280
734000
2000
med en kapacitet på en kilowattimme --
12:31
1,000 times the capacity
281
736000
3000
1000 gånger kapaciteten
12:34
of that initial shotglass cell.
282
739000
2000
hos den initiala shotglascellen.
12:36
We call that the pizza.
283
741000
2000
Vi kallar denna Pizzan.
12:38
And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.
284
743000
3000
Inom vårt synhåll har vi en cell som klarar 4 kilowattimmar.
12:41
It's going to be 36 inches in diameter.
285
746000
2000
Den kommer ha en diameter på 90 cm.
12:43
We call that the bistro table,
286
748000
2000
Vi kallar denna Bistrobordet,
12:45
but it's not ready yet for prime-time viewing.
287
750000
2000
men den är ännu inte klar för visning på
bästa sändningstid.
bästa sändningstid.
12:47
And one variant of the technology
288
752000
2000
Och en variant av den tekniken
12:49
has us stacking these bistro tabletops into modules,
289
754000
4000
har tillåtit oss att stapla dessa bistrobord till
moduler,
moduler,
12:53
aggregating the modules into a giant battery
290
758000
3000
sammanfoga dessa moduler till ett gigantiskt batteri
12:56
that fits in a 40-foot shipping container
291
761000
2000
som får plats i en 12 meter lång fraktcontainer
12:58
for placement in the field.
292
763000
2000
för placering i fält.
13:00
And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --
293
765000
3000
Och denna har en märkeffekt av
två megawattimmar --
två megawattimmar --
13:03
two million watt-hours.
294
768000
2000
två miljoner wattimmar.
13:05
That's enough energy
295
770000
2000
Det är tillräckligt med energi
13:07
to meet the daily electrical needs
296
772000
2000
för att möta det dagliga elbehovet
13:09
of 200 American households.
297
774000
2000
hos 200 amerikanska hushåll.
13:11
So here you have it, grid-level storage:
298
776000
3000
Så här har vi det, lagring för kraftnät:
13:14
silent, emissions-free,
299
779000
3000
tyst, utan utsläpp,
13:17
no moving parts,
300
782000
2000
inga rörliga delar,
13:19
remotely controlled,
301
784000
2000
fjärrstyrt,
13:21
designed to the market price point
302
786000
3000
designat för att passa marknadsprissättningen
13:24
without subsidy.
303
789000
3000
utan subventioner.
13:27
So what have we learned from all this?
304
792000
2000
Så vad har vi lärt oss från allt detta?
13:29
(Applause)
305
794000
6000
(Applåder)
13:35
So what have we learned from all this?
306
800000
2000
Så vad har vi lärt oss från allt detta?
13:37
Let me share with you
307
802000
2000
Låt mig dela med mig av
13:39
some of the surprises, the heterodoxies.
308
804000
3000
några av överraskningarna, motsättningarna.
13:42
They lie beyond the visible.
309
807000
2000
De ligger bortom det synliga.
13:44
Temperature:
310
809000
2000
Temperaturen:
13:46
Conventional wisdom says set it low,
311
811000
2000
Erfarenheten säger: "håll den låg,
13:48
at or near room temperature,
312
813000
2000
vid eller nära rumstemperatur
13:50
and then install a control system to keep it there.
313
815000
3000
och installera sedan ett styrsystem för att hålla den där."
13:53
Avoid thermal runaway.
314
818000
2000
Undvik att temperaturen springer i väg.
13:55
Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature
315
820000
3000
Det flytande metallbatteriet är utformat för att arbeta vid förhöjd temperatur
13:58
with minimum regulation.
316
823000
3000
med minimal reglering.
14:01
Our battery can handle the very high temperature rises
317
826000
3000
Vårt batteri kan hantera väldigt höga temperaturökningar
14:04
that come from current surges.
318
829000
4000
som kommer sig av strömtoppar.
14:08
Scaling: Conventional wisdom says
319
833000
3000
Skalning. Erfarenheten säger:
14:11
reduce cost by producing many.
320
836000
2000
"reducera kostnaden genom att göra många."
14:13
Liquid metal battery is designed to reduce cost
321
838000
3000
Det flytande metallbatteriet är utformat för att
reducera kostnaden
reducera kostnaden
14:16
by producing fewer, but they'll be larger.
322
841000
3000
genom att producera färre, men större.
14:19
And finally, human resources:
323
844000
2000
Och slutligen: mänskliga resurser.
14:21
Conventional wisdom says
324
846000
2000
Erfarenheten säger
14:23
hire battery experts,
325
848000
2000
"anställ batteriexperter,
14:25
seasoned professionals,
326
850000
2000
erfarna fackmän,
14:27
who can draw upon their vast experience and knowledge.
327
852000
3000
vilka kan dra nytta av sina omfattande erfarenheter och
kunskaper."
kunskaper."
14:30
To develop liquid metal battery,
328
855000
2000
För att utveckla det flytande metallbatteriet
14:32
I hired students and post-docs and mentored them.
329
857000
3000
anställde jag studenter och post-docs och
handledde dem.
handledde dem.
14:35
In a battery,
330
860000
2000
I ett batteri
14:37
I strive to maximize electrical potential;
331
862000
3000
strävar jag att maximera dess elektriska potential;
14:40
when mentoring,
332
865000
2000
när jag handleder,
14:42
I strive to maximize human potential.
333
867000
2000
strävar jag att maximera mänsklig potential.
14:44
So you see,
334
869000
2000
Ni förstår,
14:46
the liquid metal battery story
335
871000
2000
historien om det flytande metallbatteriet
14:48
is more than an account
336
873000
2000
är mer än en berättelse
14:50
of inventing technology,
337
875000
2000
om uppfinnande av teknik,
14:52
it's a blueprint
338
877000
2000
det är en ritning
14:54
for inventing inventors, full-spectrum.
339
879000
3000
för att uppfinna uppfinnare, för hela spektrumet.
14:57
(Applause)
340
882000
11000
(Applåder)
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