Struja koja napaja svetla u ovom pozorištu
proizvedena je pre par trenutaka.
Kako danas stoje stvari,
potražnja za električnom energijom
mora da bude ujednačena sa njenim zalihama.
Da je, za vreme koje mi je trebalo da izađem na ovu pozornicu,
desetine megavata energije vetra
prestalo da dotiče u mrežu,
razliku bi istog trenutka nadoknadili
iz nekih drugih generatora.
Međutim, termoelektrane, nuklearne elektrane
ne mogu tako brzo reagovati.
Ogromna baterija bi mogla.
Sa nekom gigantskom baterijom
mogli bismo da rešimo problem u prekidu
koji sprečava dotok vetra i solarne energije u mrežu
na način kako je to sa ugljem, gasom i nuklearnom energijom danas.
Vidite, baterija je ključni uređaj ovde.
Pomoću nje bismo mogli crpiti struju od sunca
čak i kada ono ne sija.
To menja sve,
jer su onda obnovljivu energiju
koja potiče od vetra ili sunca
na ovu scenu dopremila krila.
Danas želim da govorim o jednom takvom uređaju.
To je baterija od tečnog metala.
To je novi oblik skladištenja energije
koju sam otkrio na MIT-u
zajedno sa timom studenata
i doktoranata.
Tema ovogodišnje TED konferencije je "Pun spektar".
Oksfordski rečnik definiše spektar
kao "ceo niz talasnih dužina
elektromagnetnog zračenja,
od najdužih radio talasa do najkraćih gama zraka,
od kojih je opseg vidljive svetlosti
samo jedan mali deo."
Nisam ovde samo da bih govorio o tome
kako je moj tim sa MIT-a izvukao iz prirode
rešenje za jedan od najvećih svetskih problema.
Želim obuhvatiti puni spektar
i želim da vam ispričam da smo,
u procesu razvoja ove nove tehnologije,
otkrili iznenađujuće zablude
koje mogu postati nauk za inovacije,
ideje vredne širenja.
Znate, ako želimo spasiti ovu zemlju
iz trenutne energetske situacije,
to ne možemo uraditi samo očuvanjem,
samo probijanjem,
ili samo bombardovanjem.
Uradićemo to na staromodni američki način,
sami ćemo pronaći svoj put inovacijama, radeći zajedno.
(Aplauz)
Hajde da počnemo.
Bateriju je izumeo pre otprilike 200 godina
profesor Alesandro Volta
na Univerzitetu u Padovi, Italija.
Iz ovog izuma se rodila nova grana nauke, elektrohemija,
takođe i nove tehnologije,
kao što je galvanizacija.
I da ne previdimo,
Voltin izum baterije
prvi put je pokazao
korisnost profesora.
(Smeh)
Do Volte, niko nije mogao zamisliti
da bi profesori mogli biti korisni.
Evo prve baterije.
Gomila novčića, cink i srebro,
odvojeni kartonom natopljenim u slanu vodu.
Ovo je početak osmišljavanja baterije -
dve elektrode,
u ovom slučaju metali različitog sastava,
i elektrolit,
u ovom slučaju so rastvorena u vodi.
Ta nauka je dotle jednostavna.
Doduše, izostavio sam neke detalje.
Pokazao sam vam
da je nauka o baterijama jednostavna
i postoji hitna potreba za skladištenje na mrežnom nivou,
ali činjenica je
da danas ne postoji tehnologija izrade baterija
koja može da udovolji
zahtevnim specifikacijama mreže,
a to su neobično velika snaga,
dug rok trajanja
i izuzetno niske cene.
O problemu moramo razmisliti na drugačiji način.
Ono što osmislimo
mora biti nešto veliko, a jeftino.
Hajde da zaboravimo ideju
o potrazi za super hemikalijom
i nadamo se da ćemo onda spustiti cene
povećavanjem proizvodnje.
Umesto toga, otkrijmo nešto što će cenom parirati struji.
To znači
da su određeni delovi periodnog sistema
nesumnjivo isključeni.
Ova baterija mora da se napravi
od elemenata kojih ima u izobilju.
Ako želite napraviti nešto što će imati prizemnu cenu,
napravite to od zemlje -
(Smeh)
poželjno je od nečistoće
iz lokalne sredine.
Za izradu ove stvari moramo koristiti
jednostavne proizvodne tehnike
i fabrike koje ne koštaju bogatstvo.
Pre otprilike šest godina
počeo sam da razmišljam o ovom problemu.
Da bih usvojio novu perspektivu,
tražio sam inspiraciju izvan polja skladištenja električne energije.
U stvari, tražio sam tehnologiju
koja niti skladišti, niti proizvodi električnu energiju,
već je troši u ogromnim količinama.
Govorim o proizvodnji aluminijuma.
Postupak su otkrili 1886. godine dva 22-godišnjaka,
Hol iz SAD i Irol iz Francuske.
Samo nekoliko godina nakon njihovog otkrića,
aluminijum se promenio;
od dragocenog metala kao što je srebro,
postao je običan strukturni materijal.
Upravo gledate osnovnu jedinicu moderne topionice aluminijuma.
Široka je oko 15 metara
i prostire se na oko 800 m -
sve su to nizovi ćelija
koje iznutra podsećaju na Voltinu bateriju,
ali uz tri bitne razlike.
Voltina baterija radi na sobnoj temperaturi.
Snabdevena je sa dve krute elektrode
i elektrolitom, rastvorom soli i vode.
Ćelija Hol-Irol
radi na visokoj temperaturi,
dovoljno visokoj
da aluminijum pretvori u tečnost.
Elektrolit nije rastvor soli i vode,
već istopljena so.
Ovo je kombinacija tečnog metala,
otopljene soli i visoke temperature,
i ono omogućava protok jake struje.
Danas se može proizvesti primarni metal iz ruda
po ceni manjoj od 50 centi za otprilike pola kilograma.
To je ekonomsko čudo
savremene elektrometalurgije.
Ovo je privuklo i držalo moju pažnju do te mere
da sam postao opsednut izumom baterije
koja bi mogla da zgrne ovakav giganstski ekonomski rast.
I uspeo sam.
Napravio sam tečnu bateriju -
obe elektrode od tečnog metala
i rastopljena so kao elektrolit.
Sad ću da vam pokažem.
Tako sam stavio
tečni metal niske gustine na vrh,
tečni metal visoke gustine na dno,
a između je otopljena so.
E sada,
kako izabrati metale?
Za mene,
stvaranje uvek počinje ovde,
sa periodnim sistemom,
koji je objavio još jedan profesor,
Dmitrij Mendeljejev.
Sve što poznajemo
je neka kombinacija
onoga što je ovde prikazano.
To uključuje i naša tela.
Sećam se jednog trenutka
kada sam tražio par metala
kojih ima u izobilju
na zemlji,
koji su različiti, suprotne gustine
i u međusobnoj su reakciji.
Bio sam uzbuđen kad sam shvatio
da sam blizu odgovora.
Magnezijum za gornji sloj.
Antimon za donji sloj.
Moram da vam kažem
šta je najveća korist od toga što ste profesor -
krede u boji.
(Smeh)
Da bi proizveo struju,
magnezijum gubi dva elektrona
da bi postao jon,
koji se zatim kreće kroz elektrolit,
prihvata dva elektrona od antimona,
a zatim se meša s njim i stvara leguru.
Elektroni funkcionišu
u stvarnom svetu,
napajajući naše uređaje.
Da bismo napunili bateriju,
povezujemo je na struju.
Može da potiče od vetrenjača.
Zatim pretvaramo struju.
Ovo primorava magnezijum da se odvoji iz legure
i vrati na gornju elektrodu
i ponovo se uspostavlja početno stanje baterije.
Struja koja prolazi između elektroda
proizvodi dovoljno toplote da održava temperaturu.
To je sjajno,
makar teoretski.
Međutim, da li zaista radi?
Šta dalje?
Idemo u laboratoriju.
Da li angažujem iskusne profesionalce?
Ne, angažujem studenta,
nadgledam,
podučavam ga kako da razmišlja o problemu,
da ga vidi iz moje perspektive,
a onda ga pustim.
Ovo je taj student, Dejvid Bradvel,
koji na ovoj slici
izgleda kao da se pita da li će ovo ikad proraditi.
Tada nisam rekao Dejvidu
da ni sam nisam ubeđen u to.
Međutim, Dejvid je mlad, pametan, želi doktorat
i počinje da radi -
(Smeh)
Počinje da pravi
prvu bateriju od tečnog metala ovakvog hemijskog sastava.
Na osnovu Dejvidovih početnih rezultata, koji su obećavali,
i bili plaćeni sredstvima MIT-a,
uspeo sam da nađem sponzore
iz privatnog sektora i od vlade.
Tako sam mogao da proširim tim na 20 ljudi,
koji su bili diplomci, naučnici
ili čak pred diplomom.
Privukao sam stvarno dobre ljude,
one koji su delili moju strast za naukom
i za služenjem društvu,
a ne za izgradnju karijere.
Ako pitate ove ljude
zašto rade na baterijama od tečnog metala,
njihov odgovor podseća
na opasku predsednika Kenedija
na Rajs Univerzitetu 1962. godine,
kada je rekao, a sada parafraziram:
"Radimo na mrežnom skladištenju
ne zato što je to lako,
nego zato što je to teško."
(Aplauz)
Ovo je evolucija baterije sa tečnim metalom.
Počinjemo sa radnom mašinom od jedan vat po satu.
Nazvao sam je čašicom.
Uradili smo više od 400 komada,
usavršavali izvedbu mnoštvom hemikalija,
ne samo magnezijumom i antimonom.
Dostigli smo 20 vat-sati po ćeliji.
Zovem je "hokejski pak".
Postigli smo značajne rezultate.
To je već bio "tanjirić".
To je dvesta vat-sati.
Pokazalo se da je ta tehnologija
snažna i prilagodljiva,
ali nismo napredovali dovoljno brzo.
Pre godinu i po
Dejvid i ja sa ostalim članovima tima,
osnovali smo kompaniju
da bismo ubrzali napredak
i trku u proizvodnji.
Danas u LMBC-u
proizvodimo ćelije prečnika 40 cm
sa kapacitetom od jedan kilovat-sati,
što je hiljadu puta više od početne čašice.
Sad je već nazivamo "pica".
Sad već imamo u izgledu ćeliju od četiri kilovat-sati.
Biće 90 cm u prečniku.
To nazivamo "kafanski sto",
ali još nismo spremni da prikažemo.
Jedna od varijanti je
da sastavimo ove tzv. kafanske stolove u module,
da ih spojimo u jednu ogromnu bateriju
koja bi stala u prostor dužine 12 m,
a koji bi mogao da stoji na otvorenom.
Ovo ima kapacitet dva megavat-sati,
dva miliona vat-sati.
To je energija koja je dovoljna
da zadovolji dnevne potrebe za strujom
za 200 domaćinstava u Americi.
To je, dakle, mrežno skladištenje -
bešumno, bez štetne emisije,
bez pokretnih delova,
sa daljinskim upravljanjem,
proizvedeno po tržišnoj ceni,
bez subvencije.
Šta smo naučili iz ovoga?
(Aplauz)
Šta smo naučili?
Reći ću vam nešto
o iznenađenjima, zabludama.
One se ne vide.
Temperatura -
po opštem saznanju treba da je niska,
približna sobnoj temperaturi,
i potrebno je instalirati sistem koji će to održavati.
treba izbeći gubitak temperature.
Baterija od tečnog metala treba da radi na visokoj temperaturi
uz mimimalnu regulaciju.
Naša baterija podnosi visoke temperaturne promene
koje potiču od prenapona struje.
Skaliranje - opšte je prihvaćeno
da cenu treba smanjiti povećanjem proizvodnje.
Tečna baterija se proizvodi uz umanjene troškove,
kroz proizvodnju manjeg broja, ali će biti veće.
Konačno, ljudski resursi -
opšte je poznato da treba zaposliti stručnjake,
iskusne profesionalce,
koji se oslanjaju na svoje ogromno iskustvo i znanje.
Da bismo razvili bateriju od tečnog metala
zaposlio sam post-doktorante i usmeravao sam ih.
Što se tiče baterije,
nastojim da električni potencijal dovedem do najviše tačke;
kada sam mentor, do najviše tačke dovodim ljudski potencijal.
Eto, vidite,
priča o bateriji sa tečnim metalom
je više od izveštaja o pronalasku nove tehnologije.
To je plan za otkrivanje inovatora, u punom spektru.
(Aplauz)