Pe măsură ce cererea pentru calculatoarele mobile și automobilele electrice se mărește, limitările tehnologiei actuale a bateriilor reprezintă o blocaje. Inventat în anii 1790 de către fizicianul italian Alessandro Volta, bateria electrică a fost un motor de lucru al numeroaselor gadget-uri, dispozitive și mașini.

Având în vedere că dispozitivele pentru consumatori au devenit mai mici și că utilizarea lor neîntreruptă înainte de reîncărcare este mai importantă, a devenit din ce în ce mai important ca bateriile să devină miniaturizate și mai eficiente din punct de vedere energetic. Acest lucru sa dovedit totuși un obstacol tehnologic care, dacă va fi depășit, va fi o dezvoltare importantă și profitabilă pentru economia de înaltă tehnologie de mâine.

- <->

Tehnologia bateriilor

Toate bateriile electrice se bazează pe reacția chimică fundamentală a reducerii și oxidării (redox) care poate apărea între două materiale diferite. Aceste reacții sunt adăpostite într-un recipient închis și etanș. Catodul sau terminalul pozitiv este redus de anod, sau terminalul negativ, unde are loc oxidarea. Catodul și anodul sunt separate fizic de un electrolit care permite ca electronii să circule cu ușurință de la un terminal la celălalt. Acest curent de electroni cauzează un potențial electric, care permite un curent electric atunci când un circuit este terminat.

Bateriile de consum de unică folosință (cunoscute sub numele de baterii primare), cum ar fi celulele cu dimensiuni AA și AAA produse de societăți precum

Energizer (ENR ENREnergizer Holdings Inc41. -0,0% creat cu Highstock 4. 2. 6 ), se bazează pe o tehnologie care nu favorizează aplicațiile moderne. Pentru unul, nu sunt reîncărcabile. Aceste așa-numite baterii alcaline utilizează un catod cu dioxid de mangan și un anod de zinc, separat de un electrolit diluat cu dioxid de potasiu. Electrolitul oxidează zincul în anod, în timp ce dioxidul de mangan din catod reacționează cu ionii de zinc oxidați pentru a crea electricitate. Treptat, produsele secundare de reacție se acumulează în electrolit și cantitatea de zinc lăsată să fie oxidat este diminuată. În cele din urmă, bateria moare. Aceste baterii oferă în mod obișnuit electricitate de 1,5 volți și pot fi aranjate în mod serial pentru a mări cantitatea. De exemplu, două baterii AA în serie oferă trei volți de electricitate. Bateriile reîncărcabile (cunoscute sub denumirea de baterii secundare) funcționează în același mod, utilizând o reducere a reacției de oxidare dintre două materiale, dar, de asemenea, permit reacției să curgă invers. Cele mai utilizate baterii reîncărcabile de pe piață sunt litiu-ion (LiOn), deși au fost încercate și alte tehnologii în căutarea unei baterii reîncărcabile care să funcționeze, inclusiv hidrura de nichel-metal și nichel-cadmiu (NiCd).

NiCd au fost primele baterii reîncărcabile disponibile în comerț, dar au fost supuse unui număr limitat de reîncărcări. NiMH au înlocuit bateriile NiCd și au putut fi încărcate mai frecvent. Din păcate, au avut un termen de valabilitate foarte scurt, astfel încât, dacă nu au fost folosite imediat după ce au fost produse, ar putea fi ineficiente. Bateriile LiOn au rezolvat aceste probleme venind într-un container mic, având o durată lungă de depozitare și permițând multe taxe. Dar bateriile LiOn nu sunt cele mai frecvent utilizate în electronica de consum, cum ar fi dispozitivele mobile și laptopurile. Aceste baterii sunt mult mai scumpe decât bateriile alcaline de unică folosință și nu apar în mod obișnuit în dimensiunile tradiționale AA, AAA, C, D etc. (vezi de asemenea:

Acumulatori cu litiu-ion

. ultimul tip de baterii reîncărcabile pe care majoritatea oamenilor le cunosc sunt bateriile plumb-acid lichide, utilizate cel mai frecvent ca baterii auto. Aceste baterii pot furniza o mulțime de energie (la pornirea la rece a unei mașini), dar conțin materiale periculoase, inclusiv plumb și acid sulfuric, care sunt utilizate ca electrolit. Aceste tipuri de baterii trebuie eliminate cu grijă pentru a nu polua mediul sau pentru a le provoca daune fizice celor care le manipulează. Scopul tehnologiei actuale a bateriei este de a crea o baterie care să se potrivească sau să îmbunătățească performanțele bateriilor LiOn, dar fără costurile grele asociate producției lor. În cadrul familiei de ioni de litiu, eforturile s-au concentrat pe adăugarea de ingrediente suplimentare pentru a spori eficiența bateriei, reducând în același timp prețul. De exemplu, aranjamentele l

litiu-cobalt

(LiCoO2) se găsesc acum în multe telefoane mobile, laptopuri, camere digitale și produse care pot fi purtate. L celulele de litiu-mangan (LiMn2O4) sunt cel mai frecvent utilizate pentru scule electrice, instrumente medicale și motoare electrice, cum ar fi cele găsite în vehiculele electrice. (Mai mult, vezi: De ce sunt mașinile Tesla atât de scumpe? ) În prezent există echipe care desfășoară activități de cercetare și dezvoltare pentru a spori performanța bateriilor pe bază de litiu. Bateriile litiu-aer (Li-Air) reprezintă o nouă dezvoltare interesantă care ar putea permite o capacitate mult mai mare de stocare a energiei - de până la 10 ori mai mare decât o baterie tipică LiOn. Aceste baterii vor "respira" literalmente aerul prin folosirea oxigenului liber pentru a oxida anodul. Deși această tehnologie pare promițătoare, există o serie de probleme tehnologice, printre care se numără crearea rapidă a produselor secundare care scad performanța și problema "morții subite", în care bateria încetează să funcționeze fără avertisment.

Bateriile litiu-metal sunt, de asemenea, o dezvoltare impresionantă, promițând o eficiență energetică de aproape patru ori mai mare decât tehnologia curentă a bateriei autovehiculelor. Acest tip de baterie este, de asemenea, mult mai puțin costisitor de produs, ceea ce va reduce costul produselor care le utilizează. Problemele de siguranță, totuși, reprezintă o preocupare majoră, deoarece aceste baterii se pot supraîncălzi, provoca incendiu sau explodează dacă sunt deteriorate.Printre alte tehnologii noi pe care se lucrează se numără litiul-sulf și siliciul-carbon, dar aceste celule se află încă în fazele inițiale ale cercetării și nu sunt încă viabile din punct de vedere comercial. Investiția în tehnologia bateriilor În cazul în care tehnologia acumulatorului decolează în aceste noi direcții interesante, va scădea costul de producție al electronicii de consum și al vehiculelor electrice, cum ar fi cele produse de

Tesla Motors

(TSLA

TSLATesla Inc306, 05 + 1, 08% Creat cu Highstock 4. 2. 6 ). Tesla a anunțat recent construirea unui "gigafactory" pentru a nu produce numai mai multe vehicule, ci și pentru a produce propriile baterii LiOn în casă, împreună cu gigantul japonez de electronică Panasonic (ADR: PCRFY). Prin luarea problemei producției de baterii în propriile lor mâini, Tesla ar fi găsit o modalitate excelentă de a obține expunere de investiții atât la autoturismele electrice, cât și la tehnologia bateriilor. (999) Potrivit unui raport al consultantului de energie Navigant Research, LG Chem din Coreea de Sud, Johnson Controls (JCI JCIJohnson Controls International PLC40, 99-0, 24% creat cu Highstock 4. 2. 6

), iar AESC proprietate privată sunt lideri în spațiul tehnologic al bateriilor. Următoarele companii sunt Panasonic, Hitachi (ADR: HTHIY), Toshiba (ADR: TOSBF), Samsung(ENS ENSEnerSys Inc68, 00-1, 06% Creat cu Highstock 4. 2. 6 ). Din aceste companii, numai EnerSys este un joc pur pe baterii. În prezent este cel mai mare producător de baterii industriale din întreaga lume. Toate celelalte companii, în timp ce inovează în spațiu, sunt implicate și în alte întreprinderi. Pot apărea companii mai mici și mai pure, care nu se află în prim-planul acestui sector. Pentru acei investitori care caută o jucărie pură, există câteva opțiuni: Arotech Corp (ARTX ARTXArotech Corp. 90 + 1.30% ) dezvoltă și distribuie baterii cu litiu și zinc-aer și numără militarii americani printre clienții săi. PolyPore Inc.

(PPO) produce baterii de litiu polimer foarte specializate în principal pentru utilizări industriale și medicale.

• Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) este o companie alternativă de energie care deține un joint-venture cu Delphi Automotive (DLPH DLPHDelphi Automotive PLC97. 2. 6 ) pentru a crea soluții pentru baterii pentru vehiculele electrice. Hayden Graphene Industries PLC
• (LON: HAYD) este o companie britanică care exploatează nanotehnologia și grafenul material pentru a produce, printre altele, baterii pe bază de grafen. Materialele aplicate de grafenă
• (OTCMKTS: APGMF) desfășoară, de asemenea, cercetări pentru astfel de aplicații. Pentru cei care doresc o expunere indirectă, cei mai mari trei producători de minereuri de litiu sunt societatea chiliană Sociedad Quimica y Minera (SQM SQMSoquimich59.83 + 1.51%
• Creat cu Highstock4. 2. 6 ), FMC Corp. (FMC

FMCFMC Corp93 51 + 2.80% creat cu Highstock 4. 2. 6 ) și Rockwood (ROC). Există, de asemenea, un fond ETF cu litiu care se tranzacționează sub simbolul LIT LITGlb X Lth & Battr40. 01 + 1. 21% Creat cu Highstock 4. 2. 6 . ( Pentru mai multe, consultați: Investiția în următorul Megatrend: Litiu . Linia de fund Bateriile pentru energie electrică au fost întotdeauna importante în epoca modernă. Cu toate acestea, odată cu apariția calculatoarelor mobile și a autovehiculelor electrice, importanța acestora va continua să crească. Chiar acum, de exemplu, pachetele de baterii reprezintă mai mult de jumătate din costul unui automobil Tesla. (Vezi și: Care este cea mai bună modalitate de a vă expune la autovehiculele electrice atunci când investiți în sectorul auto? ) Datorită importanței lor crescânde, cercetarea bateriilor reîncărcabile mai noi și mai bune câștigă impuls. Litiu-aer și baterii litiu-metal se poate dovedi a fi progresul care contează. Dacă aceste tehnologii se vor termina, investițiile în companii mari implicate în producția de baterii, în producătorii de litiu-ion de joacă pură sau în expunerea indirectă prin producătorii de litiu de metal pot contribui la creșterea performanțelor viitoare ale unui portofoliu.