Мы вставляем батарейки в наши гаджеты уже несколько десятилетий. Однако только в последнее время, с ростом востребованности высокопроизводительных батарей для электромобилей и мобильных устройств, мы стали свидетелями монументального сдвига в исследованиях и инновациях в области аккумуляторов. При таком быстром развитии событий нельзя не задаться вопросом: что это значит для индустрии живых развлечений, которая в значительной степени зависит от инфраструктуры электроснабжения?
Откуда мы пришли
За последние 20 лет мир аккумуляторов претерпел удивительные изменения. Раньше большинство наших устройств питались от никель-кадмиевых (NiCd) или никель-металлгидридных (NiMH) батарей. Хотя в свое время они были революционными, у них были свои недостатки. Они страдали от “эффекта памяти”, то есть для сохранения емкости их нужно было полностью разряжать и заряжать. Сегодня мы находимся в эпохе литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов, которые могут хранить в три раза больше энергии, чем никель-металлогидридные аккумуляторы.
Резкое развитие аккумуляторных технологий было связано не только с удовлетворением потребностей нашей постоянно растущей коллекции электронных устройств. Он также обусловлен значительными инвестициями и исследованиями со стороны ведущих отраслей промышленности. Такие компании, как Tesla, являются не просто производителями автомобилей, они находятся на переднем крае исследований в области аккумуляторов. Аналогичным образом, технологическая индустрия с такими гигантами, как Apple и Samsung, постоянно расширяет границы возможного в области портативной энергии, чтобы наши устройства были более тонкими и в то же время более мощными, но не все так радужно. Нынешние технологии производства аккумуляторов сопряжены с рядом проблем.
С точки зрения экологии, добыча лития, основного компонента литий-ионных батарей, вызывает опасения. Для начала, добыча лития из соляных месторождений требует огромного количества воды, что часто приводит к ее нехватке в и без того засушливых регионах. Это негативно сказывается не только на местных экосистемах, но и на сообществах, которые зависят от источников воды, дающих им средства к существованию. В процессе добычи в окружающую среду могут выделяться вредные химические вещества, загрязняющие местные источники водоснабжения и представляющие опасность для здоровья жителей близлежащих районов. Не остается в стороне и ландшафт. Крупномасштабные горные работы могут привести к разрушению среды обитания, что негативно сказывается на местной флоре и фауне.
Куда мы идем
Заглядывая в будущее аккумуляторных технологий, мы видим несколько выдающихся инноваций. Одна из них – нанесение поверхностного покрытия на основе боратов на катодные материалы из неупорядоченных горных солей, богатых литием и Mn. Это может показаться многословием, но если говорить проще, то ученые нашли способ покрыть важную часть батареи специальной боратной смесью. Это покрытие, нанесенное при низкой температуре, действует как защитный экран, уменьшая нежелательный износ батареи. Результат? Батареи, которые потенциально могут служить дольше и работать лучше.Также есть разработки в области топливных элементов, в частности, промежуточно-температурный твердооксидный топливный элемент (IT-SOFC). Представьте себе батарею, которая работает как мини-электростанция, преобразуя топливо непосредственно в электричество. Именно это и делают IT-SOFC. Недавние исследования показали, что использование доступных материалов, таких как стабилизированный кальцием диоксид циркония, делает эти топливные элементы более доступными. Работая при промежуточных температурах, эти элементы могут эффективно вырабатывать энергию, что делает их перспективным кандидатом для будущих энергетических решений.
Управление водой в батареях – еще одна область, в которой наблюдаются значительные инновации. Электролизер воды с анионообменной мембраной – яркий пример. Правильное управление водой в этих электролизерах обеспечивает их эффективную работу. Недавние открытия подчеркивают важность удержания воды в определенной части батареи – катоде. Благодаря этому батарея может работать лучше, особенно при высоких уровнях мощности, обеспечивая стабильную и надежную выработку энергии.
Освещение и колонки на аккумуляторах
Хотя прогресс в области аккумуляторных технологий, несомненно, впечатляет, необходимо умерить наши ожидания, особенно когда речь идет об индустрии живых развлечений. Мечта об обеспечении грандиозных концертов сценическим светом, работающим от аккумуляторов, остается лишь мечтой. Масштабы и требования к мощности концертного сценического освещения в сочетании с длительным техническим и репетиционным периодом не позволяют батареям справиться с нагрузкой даже с учетом последних инноваций.
Однако это не означает, что индустрия развлечений не выиграет от революции батарей. Представьте себе сценический свет со встроенным “тестовым режимом”, питающимся от батареи. Техники смогут тестировать свет еще до того, как будет готова основная электросеть, гарантируя, что все будет в порядке до начала шоу. Такие батарейные усовершенствования могут выступать в качестве аварийного резерва, подобно системе бесперебойного питания. В случае внезапного сбоя в подаче электроэнергии или преждевременного ее отключения свет не погаснет сразу. Вместо этого в дело вступит встроенный аккумулятор, который обеспечит продолжение шоу, по крайней мере, на некоторое время.
Однако настоящая перемена может произойти в сфере корпоративных мероприятий или экспериментальных площадок. Такие мероприятия, часто временные по своей природе, могут значительно выиграть от использования оборудования, работающего от аккумулятора. Трудоемкая задача прокладки кабелей может уйти в прошлое. Свет, динамики, генераторы дыма и тумана, видеоэкраны и камеры, работающие от батареек, позволят организовать мероприятие быстрее и эффективнее. Кроме того, отсутствие запутанных кабелей обеспечивает более чистую и эстетичную площадку.
Пока же эти достижения, скорее всего, будут больше влиять на нашу повседневную жизнь как потребителей через наши автомобили, мобильные устройства и множество электронных инструментов. Но пройдет совсем немного времени, и передовые аккумуляторные технологии смогут привнести новые возможности в профессиональное оборудование в нашей отрасли.
