Anonim

Wir wissen, dass John B. Goodenough um 1975 einen funktionsfähigen Akku mit hoher Energiedichte auf Basis von Lithiumionen entwickelte. Bis 1992 wurde das Konzept von Sony kommerzialisiert, und seitdem haben sich Hunderte von akademischen und kommerziellen Labors Tag und Nacht bemüht, die ersten zu sein, die für Elektrofahrzeuge eine bessere Batterie entwickeln, die alles bietet.

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Alles zu haben bedeutet erschwinglich, frei von teuren Materialien, betriebssicher, schnell aufladbar, in der Lage, großen Strom zu produzieren, langlebig und in der Lage, genug Energie in einem leichten Paket zu speichern, um mit der Produktpalette mithalten zu können und Leistung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.

Für den grundlegenden Lithium-Ionen-Prozess gibt es viele verschiedene chemische Eigenschaften der Elektroden, von denen jedoch noch keine eine „runde“ Leistung erzielt hat, die alle aufgeführten wünschenswerten Eigenschaften aufweist.

Ein Weg, um in die Zukunft zu blicken, ist zu sagen: „Nun, all diese Hunderte von Labors haben es viele Jahre schwer gemacht, und der große Durchbruch wird jede Minute kommen. Wir verdienen es. Ein brillanter Chemiker braucht nur eine Prise von diesem oder jenem, und wir sind zu Hause. “

Auf der anderen Seite besuchte ich 1976 Avco-Everetts Kohlefaserfabrik und erhielt eine Probe einer „Prepreg-Schicht“, einer Schicht unidirektionaler Kohlefasern, die bereits mit dem richtigen Epoxidvolumen imprägniert war, um Mehrschichtstrukturen von enormer Festigkeit herzustellen und Steifheit. Der 787 Dreamliner von Boeing, dessen Struktur größtenteils aus Kohlefaser besteht, absolvierte seinen ersten kommerziellen Flug im Oktober 2011 - 35 Jahre später.

Seit den 1990er Jahren wird diskutiert, wie durch die Carbon-Verbundstruktur Gewicht bei Motorrädern eingespart werden kann. Ein Vierteljahrhundert später ist jedoch nur noch die gelegentlich exotische MotoGP-Carbonschwinge hinzugekommen. Als um 1975 Aluminium-Schwingen auf Werksmotocrossern auftauchten, dauerte es 12 Jahre, bis die aus Aluminium gefertigten Serienmotorrad-Chassis in die Ausstellungsräume rollten.

Unsere Erwartungen, welche Technologie uns zur Verfügung stellen kann, resultieren aus schnellen Veränderungen in Bereichen wie der Datenverarbeitung. Wir sind beeindruckt von den gesellschaftlichen Veränderungen, die durch das Aufkommen von Telefonen verursacht werden, die wirklich Computer-Terminals im Taschenformat sind, die mit „einem Internet von allem“ verbunden sind. Dies zeigt uns, dass die Technologie uns geben kann, was wir wollen und bald.

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Harley-Davidson kündigt an, dass sein LiveWire-Elektromotor für 29.799 US-Dollar im August bei den Händlern eintreffen wird. Wie bei so vielen Elektrofahrzeugen bleiben Reichweite und Ladegeschwindigkeit erhebliche Hindernisse für die Anpassung an den Mainstream. Mit freundlicher Genehmigung von Harley-Davidson

Ich war deshalb fasziniert, das kleine Buch Ignition des verstorbenen John D. Clark durchzureißen! , die die Intensität, Kreativität und Ergebnisse der Raketentreibstoffforschung vom Ende des Zweiten Weltkriegs bis Mitte der 1960er Jahre beschreibt. Militärische Planer wussten, dass jeder zukünftige Weltkrieg von nuklearen ICBMs entschieden werden würde, mit endgültigen Ergebnissen in 20 Minuten. Angetrieben von diesem scharfen Ansporn steckten die Regierungen der Welt Schätze und Ressourcen in die Entwicklung von Raketentreibstoffen, die ihnen den Einfluss des Kalten Krieges verschaffen könnten.

Chemiker können die idealen Energieausbeuten auch komplexer Brennstoff- und Oxidationsmittelmoleküle berechnen. Aber es ist eine ganz andere Sache, Ideale in der Praxis zu verwirklichen. Einige Brennstoffe wie Aluminiumpulver verbrennen zu langsam, um vollständig zu reagieren, bevor sie die Düse verlassen. Andere entsprachen nicht den Servicestandards für Lagerfähigkeit oder niedrige Gefriertemperaturen. Einige Verbindungen verschlechtern sich mit der Zeit langsam und erzeugen Gas, das Lagerbehälter zum Platzen bringen kann. Nach und nach wurden nützliche Kombinationen entdeckt, aber das exotische Versprechen von Superkraftstoffen hielt die Forschung in Gang und versuchte, ultrahohe Energiekombinationen auf der Basis von Bor, Fluor (es frisst durch Glas) und sogar bemerkenswert giftigem Quecksilber zu schaffen. Es wurden Standards erstellt, um die Empfindlichkeit zu messen. Einige Brennstoffe, insbesondere Monotreibstoffe, detonierten beim Gießen oder Berühren von Staub oder durch Mikrokavitation. Zehntausende von Verbindungen wurden vorgeschlagen, in Labors hergestellt, getestet und, wenn möglich, in Forschungsraketenmotoren abgefeuert. Mikrokontamination von Behältern durch Spurenelemente führte zu schrecklichen Überraschungen. Forscher wurden verletzt oder getötet.

Hier sind wir im Jahr 2019 mit schweren Raketen-Boostern, die immer noch RP-1 - eine Art standardisiertes Kerosin - und flüssigen Sauerstoff wie im Apollo-Programm verbrennen. Zur gleichen Zeit arbeitete die US Air Force an der Entwicklung von Brennstoffen auf Bor-Basis für Gasturbinen mit erweiterter Reichweite. Eine Klasse von Kraftstoffen zeigte sich vielversprechend, bis sich herausstellte, dass das Verbrennungsprodukt ein viskoses Material wie geschmolzenes Glas war, das die Motoren, in denen es verbrannt wurde, verstopfte. Es gab Explosionen ohne erkennbaren Grund. Schließlich erwiesen sich die untersuchten Materialien als zu gefährlich und das Programm wurde beendet.

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Hier sind wir im Jahr 2019 mit schweren Raketen-Boostern, die immer noch RP-1 - eine Art standardisiertes Kerosin - und flüssigen Sauerstoff wie im Apollo-Programm verbrennen. Leistungsstärkere Motoren verbrennen flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff, und die lagerfähigen Treibmittel sind entweder herkömmliche Feststoffe oder basieren auf altem Stickstofftetroxid und Säuren. Mitte der 1960er Jahre wurden Computerprogramme auf Großrechnern ausgeführt, um alle möglichen chemischen Prozesse vollständig zu durchlaufen. Das Ergebnis? Dieselben Verbindungen, die mit herkömmlichen Mitteln entdeckt worden waren, von denen so viele zu empfindlich waren, um verwendet zu werden.

Es gibt andere laufende Programme, die noch nicht erfolgreich sind. Eine davon ist die Kernfusion, eine potenziell unbegrenzte Energiequelle. Während eines Großteils meines Lebens habe ich gelesen, dass das Problem der kontrollierten Fusion in den nächsten 50 Jahren gelöst sein wird. Ein weiterer Grund ist der Supraleiter mit Raumtemperatur, der hocheffiziente elektrische Geräte und eine verlustfreie Übertragung von Energie ermöglichen würde . In jedem Fall wäre der Erfolg für die Menschheit von großem Nutzen. Wir wollen sehr viel Erfolg. Wir haben das Gefühl, wir haben es verdient.