TED2012
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
Дональд Садовей: Забракла ланка до відновлюваної енергії
Filmed:
Readability: 5
2,374,649 views
Що нам потрібно, щоб користуватися альтернативними джерелами енергії? Накопичувач, завдяки якому доступ до енергії буде навіть коли сонце не сяє, а вітер не дме. Дональд Седовей доступно й натхненно розповідає і малює на дошці накопичувач великого об’єму, який у майбутньому дасть нам змогу зберігати відновлювану енергію. Він закликає: "Дивіться на проблему з іншого боку. Думайте про великий об’єм за малі гроші".
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
Електроенергія для освітлення цього
00:18
was generated just moments ago.
1
3000
3000
приміщення була щойно вироблена.
00:21
Because the way things stand today,
2
6000
3000
Адже сучасні умови вимагають
00:24
electricity demand must be in constant balance
3
9000
3000
постійного балансу попиту і постачання
00:27
with electricity supply.
4
12000
3000
електроенергії.
00:30
If in the time that it took me to walk out here on this stage,
5
15000
3000
Якби за час моєї ходи на цю сцену
00:33
some tens of megawatts of wind power
6
18000
3000
десятки мегаватів енергії вітру
00:36
stopped pouring into the grid,
7
21000
3000
перестали поступати в енергосистему,
00:39
the difference would have to be made up
8
24000
2000
інші генератори мали б негайно
00:41
from other generators immediately.
9
26000
4000
компенсувати недостачу.
00:45
But coal plants, nuclear plants
10
30000
3000
Але ні вугільні, ні атомні станції
00:48
can't respond fast enough.
11
33000
2000
не здатні відреагувати достатньо швидко.
00:50
A giant battery could.
12
35000
2000
Гігантський акумулятор міг би справитись.
00:52
With a giant battery,
13
37000
2000
Завдяки гігантському акумуляторові ми б
00:54
we'd be able to address the problem of intermittency
14
39000
3000
вирішили питання періодичності,
00:57
that prevents wind and solar
15
42000
2000
яке не дає змоги енергії вітру і сонця
00:59
from contributing to the grid
16
44000
2000
стати частиною сучасної енергосистеми,
01:01
in the same way that coal, gas and nuclear do today.
17
46000
4000
як вугілля, газ і атомна енергія.
Акумулятор є саме тим пристроєм,
01:05
You see, the battery
18
50000
2000
01:07
is the key enabling device here.
19
52000
3000
який розв'яже це питання.
01:10
With it, we could draw electricity from the sun
20
55000
3000
Ми зможемо використовувати
сонячну енергію,
сонячну енергію,
01:13
even when the sun doesn't shine.
21
58000
2000
навіть коли сонце не світить.
01:15
And that changes everything.
22
60000
3000
І це все змінює.
01:18
Because then renewables
23
63000
2000
Тому що в такому разі
01:20
such as wind and solar
24
65000
2000
відновлювальна енергія вітру і сонця
01:22
come out from the wings,
25
67000
2000
зможе стати
01:24
here to center stage.
26
69000
2000
в центрі уваги.
01:26
Today I want to tell you about such a device.
27
71000
3000
Сьогодні я розповім про такий пристрій.
Він називається
рідкометалічний акумулятор.
рідкометалічний акумулятор.
01:29
It's called the liquid metal battery.
28
74000
2000
01:31
It's a new form of energy storage
29
76000
2000
Це нова форма енергозбереження,
01:33
that I invented at MIT
30
78000
3000
яку ми з командою студентів і аспірантів
01:36
along with a team of my students
31
81000
2000
винайшли в MIT.
01:38
and post-docs.
32
83000
2000
Цьогорічна конференція TED
01:40
Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.
33
85000
3000
присвячена повному спектру.
01:43
The OED defines spectrum
34
88000
3000
Оксфордський словник так визначає спектр:
01:46
as "The entire range of wavelengths
35
91000
3000
усі хвилі електромагнітного випромінення
01:49
of electromagnetic radiation,
36
94000
2000
будь-якої довжини, від найдовших
радіохвиль
радіохвиль
01:51
from the longest radio waves to the shortest gamma rays
37
96000
3000
до найкоротших гама хвиль,
01:54
of which the range of visible light
38
99000
3000
де видиме проміння складає
01:57
is only a small part."
39
102000
2000
тільки малу частину.
Тож я тут не тільки для того, щоб
01:59
So I'm not here today only to tell you
40
104000
2000
02:01
how my team at MIT has drawn out of nature
41
106000
3000
розповісти вам, як моя команда в MIT
знайшла природнє рішення
знайшла природнє рішення
02:04
a solution to one of the world's great problems.
42
109000
3000
однієї з величезних проблем світу.
02:07
I want to go full spectrum and tell you how,
43
112000
3000
Я хочу в повному спектрі розповісти,
02:10
in the process of developing
44
115000
2000
які несподівано відступницькі ідеї
ми розкрили
ми розкрили
02:12
this new technology,
45
117000
2000
в процесі розробки
02:14
we've uncovered some surprising heterodoxies
46
119000
3000
цієї нової технології,
02:17
that can serve as lessons for innovation,
47
122000
3000
і як ці варті поширення ідеї
02:20
ideas worth spreading.
48
125000
3000
сприятимуть інноваціям.
02:23
And you know,
49
128000
2000
Бачите, якщо нам доведеться витягати
02:25
if we're going to get this country out of its current energy situation,
50
130000
4000
цю країну з існуючої енергетичної
ситуації,
ситуації,
02:29
we can't just conserve our way out;
51
134000
3000
ми не можемо й далі заощаджувати,
02:32
we can't just drill our way out;
52
137000
3000
не можемо збільшувати видобуток,
02:35
we can't bomb our way out.
53
140000
2000
не можемо вести війни.
02:37
We're going to do it the old-fashioned American way,
54
142000
2000
Ми зробимо це у традиційно
американський спосіб:
американський спосіб:
02:39
we're going to invent our way out,
55
144000
2000
ми винайдемо новий шлях
02:41
working together.
56
146000
2000
через співпрацю.
02:43
(Applause)
57
148000
3000
(Оплески)
02:46
Now let's get started.
58
151000
2000
Почнемо.
02:48
The battery was invented about 200 years ago
59
153000
3000
Батарею винайшов 200 років тому
02:51
by a professor, Alessandro Volta,
60
156000
2000
професор Алессандро Вольта
02:53
at the University of Padua in Italy.
61
158000
3000
в університеті Падуї, що в Італії.
Його винахід дав поштовх зародженню
02:56
His invention gave birth to a new field of science,
62
161000
2000
02:58
electrochemistry,
63
163000
2000
нової області науки - електрохімії
03:00
and new technologies
64
165000
2000
і новим технологіям, наприклад,
03:02
such as electroplating.
65
167000
2000
електропокриття.
03:04
Perhaps overlooked,
66
169000
2000
Крім винаходу батареї,
03:06
Volta's invention of the battery
67
171000
2000
можливо, вперше
03:08
for the first time also
68
173000
2000
Вольта також продемонстрував
03:10
demonstrated the utility of a professor.
69
175000
2000
користь від професора.
03:12
(Laughter)
70
177000
2000
(Сміх)
До появи Вольти ніхто і не уявляв,
що професор може
що професор може
03:14
Until Volta, nobody could imagine
71
179000
2000
03:16
a professor could be of any use.
72
181000
3000
мати якусь практичну користь.
03:19
Here's the first battery --
73
184000
3000
Ось його перша батарея:
набір монет з цинку і срібла, між якими
03:22
a stack of coins, zinc and silver,
74
187000
3000
прокладки з картону, змочені
в розчині солі.
в розчині солі.
03:25
separated by cardboard soaked in brine.
75
190000
2000
03:27
This is the starting point
76
192000
2000
З цього починається
03:29
for designing a battery --
77
194000
2000
проектування батареї:
03:31
two electrodes,
78
196000
2000
два електроди,
в цьому випадку два метали
різної структури,
різної структури,
03:33
in this case metals of different composition,
79
198000
2000
03:35
and an electrolyte,
80
200000
2000
і електроліт,
03:37
in this case salt dissolved in water.
81
202000
2000
в даному випадку - це розчин солі.
03:39
The science is that simple.
82
204000
2000
Ось така проста наука.
03:41
Admittedly, I've left out a few details.
83
206000
4000
Визнаю, що деякі деталі я опустив.
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
Я вже казав, що наука про батареї
03:47
that battery science is straightforward
85
212000
2000
ідейно проста,
потреба у накопичувачі рівня
енергосистеми -
енергосистеми -
03:49
and the need for grid-level storage
86
214000
2000
03:51
is compelling,
87
216000
2000
очевидна.
03:53
but the fact is
88
218000
2000
Водночас жодна з існуючих технологій
03:55
that today there is simply no battery technology
89
220000
3000
не відповідає вимогам
03:58
capable of meeting
90
223000
2000
робочих характеристик енергосистеми,
04:00
the demanding performance requirements of the grid --
91
225000
4000
а саме: надзвичайно високій напрузі,
04:04
namely uncommonly high power,
92
229000
2000
довгому терміну роботи,
04:06
long service lifetime
93
231000
2000
і дуже низькій вартості.
04:08
and super-low cost.
94
233000
2000
Потрібно подивитись на проблему
04:10
We need to think about the problem differently.
95
235000
3000
з іншого боку.
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
Це повинна бути велика
04:15
we need to think cheap.
97
240000
2000
і дешева річ.
04:17
So let's abandon the paradigm
98
242000
2000
Тож залишимо пошук
04:19
of let's search for the coolest chemistry
99
244000
3000
суперречовини, яка
04:22
and then hopefully we'll chase down the cost curve
100
247000
2000
забезпечить, бажано, низьку собівартість
04:24
by just making lots and lots of product.
101
249000
3000
за рахунок великої кількості продукту.
04:27
Instead, let's invent
102
252000
2000
Натомість, давайте шукати,
04:29
to the price point of the electricity market.
103
254000
3000
орієнтуючись на стандартну ціну на ринку
електренергії.
електренергії.
04:32
So that means
104
257000
2000
Таким чином деякі
04:34
that certain parts of the periodic table
105
259000
2000
елементи періодичної таблиці
04:36
are axiomatically off-limits.
106
261000
2000
автоматично відкидаємо.
04:38
This battery needs to be made
107
263000
2000
Цей акумулятор потрібно зробити
04:40
out of earth-abundant elements.
108
265000
2000
з елементів, на які багата земля.
04:42
I say, if you want to make something dirt cheap,
109
267000
3000
Кажу вам, якщо хочете зробити щось
дешеве, як бруд,
дешеве, як бруд,
04:45
make it out of dirt --
110
270000
2000
то робіть це з бруду.
04:47
(Laughter)
111
272000
2000
(Сміх)
04:49
preferably dirt
112
274000
2000
Найкраще - з місцевого
04:51
that's locally sourced.
113
276000
3000
бруду.
04:54
And we need to be able to build this thing
114
279000
3000
І нам потрібні прості техніки виробництва
04:57
using simple manufacturing techniques and factories
115
282000
3000
і фабрики, які не коштуватимуть
05:00
that don't cost us a fortune.
116
285000
3000
нам півцарства.
05:04
So about six years ago,
117
289000
2000
Так, майже 6 років тому
05:06
I started thinking about this problem.
118
291000
2000
я почав працювати з цією проблемою.
05:08
And in order to adopt a fresh perspective,
119
293000
3000
Щоб подивитись з нової перспективи,
05:11
I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.
120
296000
4000
я шукав натхнення поза цариною
енергоакумулювання.
енергоакумулювання.
05:15
In fact, I looked to a technology
121
300000
3000
Насправді, я шукав технологію
05:18
that neither stores nor generates electricity,
122
303000
3000
ані акумулювання, ані генерування
електроенергії.
електроенергії.
Навпаки - технологію, де споживання
05:21
but instead consumes electricity,
123
306000
2000
05:23
huge amounts of it.
124
308000
2000
електроенергії відбувається
у величезних масштабах.
у величезних масштабах.
05:25
I'm talking about the production of aluminum.
125
310000
4000
Я маю на увазі виробництво алюмінію.
05:29
The process was invented in 1886
126
314000
2000
Цей процес винайшли у 1886 році
05:31
by a couple of 22-year-olds --
127
316000
2000
двоє 22-річних чоловіків -
05:33
Hall in the United States and Heroult in France.
128
318000
3000
Голл у США і Еру у Франції.
05:36
And just a few short years following their discovery,
129
321000
3000
Лише за декілька років
після їхнього винаходу
після їхнього винаходу
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
алюміній
05:41
from a precious metal costing as much as silver
131
326000
3000
перестав бути поряд зі сріблом
благородним,
благородним,
05:44
to a common structural material.
132
329000
3000
а став звичайним конструкційним металом.
05:47
You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.
133
332000
3000
Перед вами цех модулів сучасного
алюмінієвого комбінату.
алюмінієвого комбінату.
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
Він 15,24 метрів завширшки
05:52
and recedes about half a mile --
135
337000
2000
і близько 800 метрів завдовшки.
05:54
row after row of cells
136
339000
3000
Ряди і ряди модулів,
05:57
that, inside, resemble Volta's battery,
137
342000
3000
що всередині нагадують батарею Вольта,
06:00
with three important differences.
138
345000
2000
окрім трьох важливих відмінностей.
06:02
Volta's battery works at room temperature.
139
347000
3000
Батарея Вольта працює
при кімнатній температурі.
при кімнатній температурі.
06:05
It's fitted with solid electrodes
140
350000
3000
Вона оснащена твердими електродами
06:08
and an electrolyte that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
і розчином солі у якості електроліту.
06:11
The Hall-Heroult cell
142
356000
2000
Модуль Голла-Еру
06:13
operates at high temperature,
143
358000
2000
працює за такої високої температури,
06:15
a temperature high enough
144
360000
2000
що алюміній
06:17
that the aluminum metal product is liquid.
145
362000
2000
виробляється в рідкому стані.
06:19
The electrolyte
146
364000
2000
Електролітом виступає
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
не розчин солі,
06:23
but rather salt that's melted.
148
368000
2000
а розтала сіль.
06:25
It's this combination of liquid metal,
149
370000
2000
Завдяки комбінації рідкого металу,
06:27
molten salt and high temperature
150
372000
3000
розталої солі і високої температури
06:30
that allows us to send high current through this thing.
151
375000
4000
ми можемо пропускати струм
великої потужності через модулі.
великої потужності через модулі.
06:34
Today, we can produce virgin metal from ore
152
379000
3000
Ми виробляємо первинний метал з руди
06:37
at a cost of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
за ціною 50 центів за 450 грамів продукту.
06:40
That's the economic miracle
154
385000
2000
І це є економічним дивом
06:42
of modern electrometallurgy.
155
387000
2000
сучасної електрометалургії.
06:44
It is this that caught and held my attention
156
389000
3000
Моя увага була прикута до нього,
06:47
to the point that I became obsessed with inventing a battery
157
392000
4000
поки я наполегливо шукав спосіб створити
06:51
that could capture this gigantic economy of scale.
158
396000
4000
акумулятор, який задешево покриє
величезний об'єм.
величезний об'єм.
06:55
And I did.
159
400000
2000
І я зміг.
06:57
I made the battery all liquid --
160
402000
3000
Я зробив акумулятор з рідин -
замість електродів - два метали у
рідкому стані
рідкому стані
07:00
liquid metals for both electrodes
161
405000
2000
07:02
and a molten salt for the electrolyte.
162
407000
2000
і розтала сіль у якості електроліту.
07:04
I'll show you how.
163
409000
3000
Дивіться сюди.
07:24
So I put low-density
164
429000
3000
Нещільний рідкий метал
07:27
liquid metal at the top,
165
432000
4000
зверху,
07:31
put a high-density liquid metal at the bottom,
166
436000
6000
щільний рідкий метал знизу,
07:37
and molten salt in between.
167
442000
3000
і розтала сіль - між ними.
07:43
So now,
168
448000
2000
Тепер
07:45
how to choose the metals?
169
450000
3000
потрібно вибрати метали.
07:48
For me, the design exercise
170
453000
2000
Я завжди починаю пошук
07:50
always begins here
171
455000
2000
тут,
07:52
with the periodic table,
172
457000
2000
у періодичній таблиці елементів,
07:54
enunciated by another professor,
173
459000
2000
яку склав інший професор
07:56
Dimitri Mendeleyev.
174
461000
2000
Дмитро Менделєєв.
07:58
Everything we know
175
463000
2000
Все в нашому світі
08:00
is made of some combination
176
465000
2000
складається з комбінацій
08:02
of what you see depicted here.
177
467000
3000
зображених елементів.
08:05
And that includes our own bodies.
178
470000
2000
Наші тіла також.
08:07
I recall the very moment one day
179
472000
3000
Я добре пам'ятаю той день,
08:10
when I was searching for a pair of metals
180
475000
3000
коли шукав пару металів,
08:13
that would meet the constraints
181
478000
2000
які б мали відповідати вимогам
08:15
of earth abundance,
182
480000
2000
доступності видобутку,
08:17
different, opposite density
183
482000
3000
були б різними і протилежної щільності,
08:20
and high mutual reactivity.
184
485000
2000
а також мали високу здатність
вступати в реакцію.
вступати в реакцію.
08:22
I felt the thrill of realization
185
487000
2000
Я тремтів від думки,
08:24
when I knew I'd come upon the answer.
186
489000
3000
що наблизився до відповіді.
08:29
Magnesium for the top layer.
187
494000
3000
Магній - верхній.
08:32
And antimony
188
497000
2000
Стибій -
08:34
for the bottom layer.
189
499000
3000
знизу.
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
Я скажу вам, що є найбільшою
08:39
one of the greatest benefits of being a professor:
191
504000
3000
вдачею у роботі професора -
08:42
colored chalk.
192
507000
2000
кольорова крейда.
08:44
(Laughter)
193
509000
3000
(Сміх)
08:47
So to produce current,
194
512000
3000
При створенні струму
08:50
magnesium loses two electrons
195
515000
2000
магній втрачає два електрони
08:52
to become magnesium ion,
196
517000
3000
і стає йоном магнію.
08:55
which then migrates across the electrolyte,
197
520000
2000
Пройшовши електроліт,
08:57
accepts two electrons from the antimony,
198
522000
3000
він відбирає два електрони стебію
09:00
and then mixes with it to form an alloy.
199
525000
3000
і утворює з ним сплав.
09:03
The electrons go to work
200
528000
2000
Два електрони
09:05
in the real world out here,
201
530000
3000
переходять у довкілля
09:08
powering our devices.
202
533000
3000
і живлять наші пристрої.
09:14
Now to charge the battery,
203
539000
3000
Ми підключаємо акумулятор до
09:17
we connect a source of electricity.
204
542000
3000
джерела електроенергії, щоб зарядити його.
09:20
It could be something like a wind farm.
205
545000
3000
Це міг би бути вітряк.
09:24
And then we reverse the current.
206
549000
4000
А потім ми змінюємо напрямок струму.
09:28
And this forces magnesium to de-alloy
207
553000
5000
Через розпад сплаву
09:33
and return to the upper electrode,
208
558000
3000
магній повертається до
верхнього електроду,
верхнього електроду,
09:36
restoring the initial constitution of the battery.
209
561000
5000
таким чином відновлюючи
первинний стан акумулятора.
первинний стан акумулятора.
09:41
And the current passing between the electrodes
210
566000
3000
Курсуючи між електродами, струм
09:44
generates enough heat to keep it at temperature.
211
569000
3000
створює достатньо тепла для
підтримки температури.
підтримки температури.
09:47
It's pretty cool,
212
572000
3000
В теорії виглядає
09:50
at least in theory.
213
575000
2000
доволі круто.
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
А чи спрацює це на практиці?
09:54
So what to do next?
215
579000
2000
Що я робив далі?
09:56
We go to the laboratory.
216
581000
2000
Я почав лабораторні дослідження.
09:58
Now do I hire seasoned professionals?
217
583000
4000
Чи наймав я експертів?
10:02
No, I hire a student
218
587000
3000
Ні, я найняв студента
10:05
and mentor him,
219
590000
2000
і підготував його,
10:07
teach him how to think about the problem,
220
592000
3000
пояснив свої бачення проблеми
10:10
to see it from my perspective
221
595000
2000
і хід своїх думок,
а потім дав йому дозвіл на експерименти.
10:12
and then turn him loose.
222
597000
2000
10:14
This is that student, David Bradwell,
223
599000
2000
Це той самий студент - Девід Бредвелл,
10:16
who, in this image,
224
601000
2000
який на фото гадає,
10:18
appears to be wondering if this thing will ever work.
225
603000
3000
чи ця штука взагалі запрацює.
10:21
What I didn't tell David at the time
226
606000
2000
Я не казав тоді Девідові,
10:23
was I myself wasn't convinced it would work.
227
608000
3000
що і сам не був впевнений в тому.
10:26
But David's young and he's smart
228
611000
2000
Але Девід молодий, розумний,
10:28
and he wants a Ph.D.,
229
613000
2000
хоче отримати ступінь доктора наук,
10:30
and he proceeds to build --
230
615000
2000
і він наполегливо...
10:32
(Laughter)
231
617000
2000
(Сміх)
10:34
He proceeds to build
232
619000
2000
Він наполегливо
10:36
the first ever liquid metal battery
233
621000
2000
створює перший рідкометалічний акумулятор
10:38
of this chemistry.
234
623000
2000
з такої комбінації.
10:40
And based on David's initial promising results,
235
625000
3000
Отримавши перші оптимістичні
результати роботи,
результати роботи,
10:43
which were paid
236
628000
2000
яку було оплачено
10:45
with seed funds at MIT,
237
630000
3000
з власних коштів MIT,
10:48
I was able to attract major research funding
238
633000
3000
мені вдалось залучити значні кошти
на дослідження
на дослідження
10:51
from the private sector
239
636000
2000
з приватного сектору
10:53
and the federal government.
240
638000
2000
і від федерального уряду.
10:55
And that allowed me to expand my group to 20 people,
241
640000
3000
Це дало змогу збільшити команду
до 20 людей,
до 20 людей,
10:58
a mix of graduate students, post-docs
242
643000
2000
де були випускники, аспіранти,
11:00
and even some undergraduates.
243
645000
2000
і декілька студентів також.
11:02
And I was able to attract really, really good people,
244
647000
3000
Я зміг залучити насправді
дуже хороших людей,
дуже хороших людей,
11:05
people who share my passion
245
650000
2000
які поділяють мою пристрасть
11:07
for science and service to society,
246
652000
2000
до науки і праці на користь суспільства.
11:09
not science and service for career building.
247
654000
4000
Не заради науки, як влаштувати кар'єру.
Якщо ви спитаєте цих людей,
що їх мотивує працювати
що їх мотивує працювати
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
над створенням рідкометалевого
акумулятора,
акумулятора,
11:15
why they work on liquid metal battery,
249
660000
2000
11:17
their answer would hearken back
250
662000
2000
їхня відповідь буде схожа на зауваження
11:19
to President Kennedy's remarks
251
664000
2000
Президента Кеннеді
11:21
at Rice University in 1962
252
666000
3000
в університеті Райса в 1962 році,
коли він сказав: (я дозволю собі
вільно процитувати)
вільно процитувати)
11:24
when he said -- and I'm taking liberties here --
253
669000
2000
11:26
"We choose to work on grid-level storage,
254
671000
2000
"Ми зголосилися працювати над
11:28
not because it is easy,
255
673000
2000
акумулятором рівня енергосистеми
не через те,
не через те,
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
що це легко, а тому, що це складно".
11:32
(Applause)
257
677000
6000
(Оплески)
Ось такими були етапи створення
рідкометалевого акумулятора.
рідкометалевого акумулятора.
11:39
So this is the evolution of the liquid metal battery.
258
684000
3000
11:42
We start here with our workhorse one watt-hour cell.
259
687000
3000
Ми почали з модуля на 1 ват-година.
11:45
I called it the shotglass.
260
690000
2000
Я називаю його "чарка".
11:47
We've operated over 400 of these,
261
692000
3000
Ми відпрацювали 400 таких "чарок",
11:50
perfecting their performance with a plurality of chemistries --
262
695000
3000
вдосконалюючи їх за допомогою серій
елементів,
елементів,
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
не тільки магнію і стибію.
11:55
Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.
264
700000
3000
Поступово ми збільшили об'єм до модуля на
20 ват-годин.
20 ват-годин.
11:58
I call it the hockey puck.
265
703000
2000
Цей я називаю "шайба".
12:00
And we got the same remarkable results.
266
705000
2000
Ми також отримали значні результати.
12:02
And then it was onto the saucer.
267
707000
2000
Далі ми перейшли до "тарілки".
12:04
That's 200 watt-hours.
268
709000
2000
Цей - на 200 ват-годин.
12:06
The technology was proving itself
269
711000
2000
Технологія обіцяла бути надійною
12:08
to be robust and scalable.
270
713000
3000
і давала змогу збільшити об'єм.
12:11
But the pace wasn't fast enough for us.
271
716000
2000
Але ми хотіли прискоритись.
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
Отож, півтора роки тому ми з Девідом
12:15
David and I,
273
720000
2000
разом з іншими
12:17
along with another research staff-member,
274
722000
2000
колегами по послідженню
12:19
formed a company
275
724000
2000
започаткували компанію,
12:21
to accelerate the rate of progress
276
726000
2000
щоб прискорити розвиток
12:23
and the race to manufacture product.
277
728000
2000
до рівня виробництва продукту.
12:25
So today at LMBC,
278
730000
2000
Сьогодні в корпорації LMBC
ми розробляємо
ми розробляємо
12:27
we're building cells 16 inches in diameter
279
732000
2000
модулі діаметром 40 сантиметрів
12:29
with a capacity of one kilowatt-hour --
280
734000
2000
з об'ємом 1 кіловат-година,
12:31
1,000 times the capacity
281
736000
3000
що в 1000 разів більше
12:34
of that initial shotglass cell.
282
739000
2000
за ту першу "чарку".
12:36
We call that the pizza.
283
741000
2000
Цей ми називаємо "піца".
12:38
And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.
284
743000
3000
Майже готовий 4 кіловат-годинний модуль.
12:41
It's going to be 36 inches in diameter.
285
746000
2000
Він буде 91 сантиметр в діаметрі.
12:43
We call that the bistro table,
286
748000
2000
Ми його називаємо "столик в бістро".
12:45
but it's not ready yet for prime-time viewing.
287
750000
2000
Але він ще не готовий для широкого показу.
12:47
And one variant of the technology
288
752000
2000
За одним з варіантів технології,
12:49
has us stacking these bistro tabletops into modules,
289
754000
4000
ми складемо ці "столики" один на одний,
12:53
aggregating the modules into a giant battery
290
758000
3000
поєднуючи їх у гігантський акумулятор
завбільшки з 12-метровий
транспортний контейнер
транспортний контейнер
12:56
that fits in a 40-foot shipping container
291
761000
2000
12:58
for placement in the field.
292
763000
2000
для розташування в полі.
13:00
And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --
293
765000
3000
Він матиме заявлений об'єм в
2 мегават-години -
2 мегават-години -
13:03
two million watt-hours.
294
768000
2000
2 мільйони ват-годин.
13:05
That's enough energy
295
770000
2000
Цієї енергії достатньо,
13:07
to meet the daily electrical needs
296
772000
2000
щоб задовольнити щоденні потреби
13:09
of 200 American households.
297
774000
2000
200 американських сімей.
13:11
So here you have it, grid-level storage:
298
776000
3000
Отже, ось він - акумулятор рівня
енергосистеми:
енергосистеми:
13:14
silent, emissions-free,
299
779000
3000
тихий, без викидів,
13:17
no moving parts,
300
782000
2000
монолітний,
13:19
remotely controlled,
301
784000
2000
дистанційно керований,
13:21
designed to the market price point
302
786000
3000
відповідає стандартній ринковій ціні
13:24
without subsidy.
303
789000
3000
і не потребує дотацій.
13:27
So what have we learned from all this?
304
792000
2000
Чого ми за цей час навчились?
13:29
(Applause)
305
794000
6000
(Оплески)
13:35
So what have we learned from all this?
306
800000
2000
Чого ми за цей час навчились?
13:37
Let me share with you
307
802000
2000
Дозвольте поділитися з вами
13:39
some of the surprises, the heterodoxies.
308
804000
3000
деякими відступницькими
спостереженнями.
спостереженнями.
13:42
They lie beyond the visible.
309
807000
2000
Вони не лежать на поверхні.
13:44
Temperature:
310
809000
2000
Про температуру.
13:46
Conventional wisdom says set it low,
311
811000
2000
Поширений підхід полягає в підтримці
13:48
at or near room temperature,
312
813000
2000
низької, майже кімнатної температури
13:50
and then install a control system to keep it there.
313
815000
3000
за допомогою вмонтованої системи контролю.
13:53
Avoid thermal runaway.
314
818000
2000
Уникати перегріву.
13:55
Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature
315
820000
3000
Рідкометалічний акумулятор
працює
працює
13:58
with minimum regulation.
316
823000
3000
на підвищеному рівні температури
з мінімальним втручанням.
з мінімальним втручанням.
14:01
Our battery can handle the very high temperature rises
317
826000
3000
Наш акумулятор здатен витримати
14:04
that come from current surges.
318
829000
4000
дуже високу температуру під час
сплесків струму.
сплесків струму.
14:08
Scaling: Conventional wisdom says
319
833000
3000
Про масштаб.
Поширено підхід до зниження
Поширено підхід до зниження
собівартості за рахунок
виробництва великої кількості.
виробництва великої кількості.
14:11
reduce cost by producing many.
320
836000
2000
14:13
Liquid metal battery is designed to reduce cost
321
838000
3000
Батарея з рідких металів спроектована так,
14:16
by producing fewer, but they'll be larger.
322
841000
3000
що має невелику собівартість за
рахунок збільшення об'єму.
рахунок збільшення об'єму.
14:19
And finally, human resources:
323
844000
2000
І, нарешті, людські ресурси:
14:21
Conventional wisdom says
324
846000
2000
Прийнято наймати експертів
14:23
hire battery experts,
325
848000
2000
в галузі акумулювання,
14:25
seasoned professionals,
326
850000
2000
досвідчених спеціалістів,
14:27
who can draw upon their vast experience and knowledge.
327
852000
3000
які використовуватимуть
весь свій досвід і знання.
весь свій досвід і знання.
14:30
To develop liquid metal battery,
328
855000
2000
Я найняв студентів і аспірантів для
14:32
I hired students and post-docs and mentored them.
329
857000
3000
розробки рідкометалевого акумулятора і
передав їм знання.
передав їм знання.
У виготовленні накопичувача я прагну
14:35
In a battery,
330
860000
2000
14:37
I strive to maximize electrical potential;
331
862000
3000
збільшити електричний потенціал,
14:40
when mentoring,
332
865000
2000
у навчанні я прагну
14:42
I strive to maximize human potential.
333
867000
2000
збільшити людський потенціал.
14:44
So you see,
334
869000
2000
Тож, як ви бачите,
14:46
the liquid metal battery story
335
871000
2000
історія створення
14:48
is more than an account
336
873000
2000
рідкометалевого акумулятора -
це не тільки
це не тільки
14:50
of inventing technology,
337
875000
2000
історія про винайдення технології,
14:52
it's a blueprint
338
877000
2000
а й сценарій виховання
14:54
for inventing inventors, full-spectrum.
339
879000
3000
винахідників повного спектру.
14:57
(Applause)
340
882000
11000
(Оплески)
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