Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Fordító: Róbert Szerencsés Lektor: Laszlo Kereszturi

The electricity powering the lights in this theater

Ennek a színháznak a lámpáit tápláló áramot

was generated just moments ago.

csak néhány pillanattal ezelőtt állították elő.

Because the way things stand today,

Azért, mert a dolgok mai állása szerint

electricity demand must be in constant balance

az áramszükségletnek állandó egyensúlyban kell lennie

with electricity supply.

az áramellátással.

If in the time that it took me to walk out here on this stage,

Ha az alatt az idő alatt, amíg felsétáltam a színpadra

some tens of megawatts of wind power

tizenakárhány megawattnyi szélerőmű

stopped pouring into the grid,

abbahagyná az áramtermelést,

the difference would have to be made up

a különbséget a többi generátornak kellene

from other generators immediately.

azonnal pótólnia.

But coal plants, nuclear plants

Azonban a szén- és atomerőművek

can't respond fast enough.

nem képesek elég hamar reagálni.

A giant battery could.

Egy hatalmas tároló akkumulátor tudna.

With a giant battery,

Egy hatalmas akkumulátorral

we'd be able to address the problem of intermittency

megoldhatnánk az ideiglenesség azon problémáját,

that prevents wind and solar

amely megakadályozza, hogy a szél és a Nap

from contributing to the grid

ugyanúgy hozzájáruljon a energia hálózathoz,

in the same way that coal, gas and nuclear do today.

mint napjainkban a szén, gáz és atomenergia.

You see, the battery

Nos tudják, az akkumulátor

is the key enabling device here.

itt a lehetőség kulcsa.

With it, we could draw electricity from the sun

Mert általa akkor is felhasználhatánk a Nap energiáját

even when the sun doesn't shine.

amikor az nem süt.

And that changes everything.

És ez mindent megváltoztat.

Because then renewables

Mert ezáltal a megújuló energiák

such as wind and solar

mint a szél- és napenergia,

come out from the wings,

előlépnének a háttérből

here to center stage.

és a figyelem középpontjába kerülnének.

Today I want to tell you about such a device.

Ma egy ilyen eszközről szeretnék mesélni.

It's called the liquid metal battery.

Úgy hívják, hogy folyékony-fém akkumulátor.

It's a new form of energy storage

Ez az energiatárolás egy olyan új formája,

that I invented at MIT

amit az MIT-n találtam fel

along with a team of my students

diákjaim és doktoranduszaim

and post-docs.

segítségével.

Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.

Nos, az idei TED konferencia témája a Teljes Spektrum.

The OED defines spectrum

Az Oxford szótár definíciója szerint a spektrum

as "The entire range of wavelengths

"Az elektromágneses sugárzás

of electromagnetic radiation,

hullámhosszának teljes terjedelme

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

a leghosszabb rádióhullámtól a legrövidebb gammasugárzásig

of which the range of visible light

melyből a látható fény tartománya

is only a small part."

csak egy kis rész."

So I'm not here today only to tell you

Nem csak azért vagyok ma itt, hogy elmondjam

how my team at MIT has drawn out of nature

hogy az MIT-n hogyan sajtoltunk ki a természetből

a solution to one of the world's great problems.

egy megoldást a világ egyik nagy problémájára.

I want to go full spectrum and tell you how,

A teljes spektrumot szeretném bemutatni, és elmondani, hogy

in the process of developing

ennek az új technológiának

this new technology,

a fejlesztésében

we've uncovered some surprising heterodoxies

lelepleztünk néhány meglepő unortodoxiát

that can serve as lessons for innovation,

amely az innováció leckéjeként szolgálhat

ideas worth spreading.

terjesztésre érdemes gondolatként.

And you know,

Tudják,

if we're going to get this country out of its current energy situation,

ha szeretnénk kijuttatni ezt az országot a jelen energiaválságból,

we can't just conserve our way out;

nem elég, ha megőrizzük az utunkat

we can't just drill our way out;

nem elég, ha kifúrjuk az utunkat

we can't bomb our way out.

nem robbanthatjuk ki az utunkat.

We're going to do it the old-fashioned American way,

A régimódi amerikai módon fogjuk ezt megtenni

we're going to invent our way out,

fel fogjuk találni azt az utat, hogy

working together.

hogyan tudunk együtt dolgozni.

(Applause)

(Taps)

Now let's get started.

Tehát akkor lássunk neki.

The battery was invented about 200 years ago

Az akkumulátort körülbelül 200 éve találta fel

by a professor, Alessandro Volta,

egy Alessandro Volta nevű professzor

at the University of Padua in Italy.

a Padovai Egyetemen, Itáliában.

His invention gave birth to a new field of science,

Találmánya által egy új tudományterület született

electrochemistry,

az elektrokémia

and new technologies

és új technológiák,

such as electroplating.

mint például a galvanizálás.

Perhaps overlooked,

Talán elkerülte a figyelmet, hogy

Volta's invention of the battery

Volta találmánya, az akkumulátor

for the first time also

első alkalommal bizonyította

demonstrated the utility of a professor.

egy professzor hasznosságát.

(Laughter)

(Nevetés)

Until Volta, nobody could imagine

Egészen Volta-ig senki se tudta elképzelni,

a professor could be of any use.

hogy egy professzornak lehet valami haszna is.

Here's the first battery --

Itt látható az első akkumulátor

a stack of coins, zinc and silver,

egy halom pénzérme, cink és ezüst

separated by cardboard soaked in brine.

kartonnal elválasztva, tengervízben áztatva.

This is the starting point

Ez a kiindulópont

for designing a battery --

az akkumulátor tervezésében -

two electrodes,

két elektróda

in this case metals of different composition,

ez esetben különféle anyagú fémek

and an electrolyte,

és az elektrolit

in this case salt dissolved in water.

ez esetben a vízben feloldott só.

The science is that simple.

Ennyire egyszerű a tudomány.

Admittedly, I've left out a few details.

Kétségkívül kihagytam néhány részletet.

Now I've taught you

Most azt tanítottam önöknek,

that battery science is straightforward

hogy az akkumulátor-tudomány egyszerű

and the need for grid-level storage

és a hálózati szintű tárolóegység

is compelling,

iránti igény sürgető,

but the fact is

de a valóság az,

that today there is simply no battery technology

hogy ma nem létezik olyan akkumulátor-technológia,

capable of meeting

amely képes lenne

the demanding performance requirements of the grid --

megfelelni a hálózat sürgető teljesítmény igényének,

namely uncommonly high power,

konkrétan a rendkívüli magas teljesítménynek

long service lifetime

hosszú üzemidővel

and super-low cost.

és szuperalacsony költséggel.

We need to think about the problem differently.

Másképp kell megközelítenünk a problémát.

We need to think big,

Nagyban kell gondolkodnunk

we need to think cheap.

és olcsóban kell gondolkodnunk.

So let's abandon the paradigm

Tehát vessük el azt a paradigmát,

of let's search for the coolest chemistry

hogy megkeressük a legtutibb kémiát

and then hopefully we'll chase down the cost curve

és remélhetőleg lenyomjuk az költség görbét azáltal,

by just making lots and lots of product.

hogy sok-sok terméket gyártunk.

Instead, let's invent

Inkább a villamosenergia-piac

to the price point of the electricity market.

versenyképes árához igazodva találjunk fel.

So that means

Ez azt jelenti,

that certain parts of the periodic table

hogy a periódusos rendszer bizonyos részei

are axiomatically off-limits.

evidens módon ki vannak zárva.

This battery needs to be made

Ezt az akkumulátort a Földön

out of earth-abundant elements.

bőségesen előforduló elemekből kell létrehozni.

I say, if you want to make something dirt cheap,

Azt mondom, ha valami piszok olcsó dolgot szeretnél csinálni

make it out of dirt --

csináld piszokból -

(Laughter)

(Nevetés)

preferably dirt

lehetőleg olyan piszokból

that's locally sourced.

amelyik helyben megtalálható.

And we need to be able to build this thing

Úgy kell tudnunk felépíteni ezt a dolgot,

using simple manufacturing techniques and factories

hogy egyszerű gyártási technológiát és gyárakat használunk,

that don't cost us a fortune.

melyek nem kerülnek egy vagyonba.

So about six years ago,

Hat évvel ezelőtt

I started thinking about this problem.

kezdtem gondolkodni ezen a problémán.

And in order to adopt a fresh perspective,

Azért, hogy friss látásmódot alkalmazzak

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

a villamosenergia tárolásának területén kívüli ötletet kerestem.

In fact, I looked to a technology

Valójában olyan technológiát kerestem,

that neither stores nor generates electricity,

amely se nem tárol, se nem termel elektromos áramot,

but instead consumes electricity,

viszont áramot fogyaszt

huge amounts of it.

abból is nagy mennyiséget.

I'm talking about the production of aluminum.

Az alumínium gyártásáról beszélek.

The process was invented in 1886

Az eljárást 1886-ban találta fel

by a couple of 22-year-olds --

két 22 éves:

Hall in the United States and Heroult in France.

Hall az Egyesült Államokban és Heroult Franciaországban.

And just a few short years following their discovery,

Csak néhány rövid évvel a felfedezésük után

aluminum changed

az alumínium

from a precious metal costing as much as silver

az ezüst értékével egyenlő értékes fémből

to a common structural material.

egy gyakori szerkezeti elemmé vált.

You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.

Itt egy modern alumíniumkohó cellaházát láthatják.

It's about 50 feet wide

Körülbelül 15 méter széles

and recedes about half a mile --

és 800 méter hosszú

row after row of cells

cellák hosszú sora, amelyek

that, inside, resemble Volta's battery,

belülről nagyon hasonlítanak Volta akkumulátorára

with three important differences.

három fontos különbséget leszámítva.

Volta's battery works at room temperature.

Volta akkumulátora szobahőmérsékleten működik.

It's fitted with solid electrodes

szilárd elektródákkal vannak ellátva

and an electrolyte that's a solution of salt and water.

és az elektrolit só és víz oldata.

The Hall-Heroult cell

A Hall-Herout cella

operates at high temperature,

magas hőmérsékleten működik

a temperature high enough

elég magas hőmérsékleten ahhoz,

that the aluminum metal product is liquid.

hogy az alumínium folyékony legyen.

The electrolyte

Az elektrolit

is not a solution of salt and water,

nem só és víz oldata,

but rather salt that's melted.

hanem inkább só, amelyet megolvasztottak.

It's this combination of liquid metal,

A folyékony fém, az olvasztott só

molten salt and high temperature

és magas hőmérséklet keveréke az,

that allows us to send high current through this thing.

amely lehetővé teszi, hogy magas áramot küldjünk keresztül.

Today, we can produce virgin metal from ore

Ma elő tudunk állítani ércből tiszta fémet

at a cost of less than 50 cents a pound.

kilónként kevesebb, mint egy dollárért.

That's the economic miracle

Ez a modern elektrometallurgia

of modern electrometallurgy.

gazdasági csodája.

It is this that caught and held my attention

Ez az, amely felkeltette és fenntartotta a figyelmemet

to the point that I became obsessed with inventing a battery

és megszállottja lettem olyan akkumulátor feltalálásának,

that could capture this gigantic economy of scale.

amely megtartja ezt az óriási méretgazdaságosságot.

And I did.

És feltaláltam.

I made the battery all liquid --

Folyékony akkumulátort készítettem

liquid metals for both electrodes

mindkét elektródát folyékony fémekből

and a molten salt for the electrolyte.

az elektrolitot pedig olvasztott sóból.

I'll show you how.

Mindjárt megmutatom hogyan.

So I put low-density

Alacsony sűrűségű

liquid metal at the top,

folyékony fémet tettem felülre,

put a high-density liquid metal at the bottom,

nagy sűrűségű folyékony fémet tettem alulra

and molten salt in between.

és olvasztott sót közéjük.

So now,

Tehát akkor

how to choose the metals?

hogyan válasszuk ki a fémeket?

For me, the design exercise

Számomra a tervezési feladat

always begins here

mindig itt kezdődik

with the periodic table,

a periódusos rendszerrel,

enunciated by another professor,

melyet egy másik professzor nyilatkoztatott ki,

Dimitri Mendeleyev.

Dimitrij Mengyelejev.

Everything we know

Minden, amit tudunk

is made of some combination

azoknak a kombinációja,

of what you see depicted here.

amelyet itt leírva láthatunk.

And that includes our own bodies.

Beleértve a mi testünket is.

I recall the very moment one day

Felidézem azt a napot,

when I was searching for a pair of metals

amikor kerestem azt a fémpárost,

that would meet the constraints

amely megfelel ezeknek a követelményeknek:

of earth abundance,

a Földön gyakori az előfordulása

different, opposite density

különböző, ellentétes sűrűségűek

and high mutual reactivity.

és magas az egymással való reakcióképességük.

I felt the thrill of realization

Éreztem a megvalósítás okozta izgalmat

when I knew I'd come upon the answer.

amikor tudtam, hogy rá fogok jönni a válaszra.

Magnesium for the top layer.

Magnézium a felső rétegben.

And antimony

És antimon

for the bottom layer.

az alsó rétegben.

You know, I've got to tell you,

El kell mondanom önöknek,

one of the greatest benefits of being a professor:

hogy egyik legnagyobb előnye annak, hogy professzor vagyok,

colored chalk.

az a színes kréta.

(Laughter)

(Nevetés)

So to produce current,

Tehát hogy áramot állítsunk elő

magnesium loses two electrons

a magnézium elveszít két elektront,

to become magnesium ion,

hogy magnézium ionná válhasson,

which then migrates across the electrolyte,

melyek az elektroliton keresztül vándorolnak

accepts two electrons from the antimony,

és két elektront vesz fel az antimontól

and then mixes with it to form an alloy.

majd ötvözetté alakul vele.

The electrons go to work

Az elektronok munkába állnak

in the real world out here,

itt kinn, a való világban,

powering our devices.

hogy árammal lássák el az eszközeinket.

Now to charge the battery,

Ahhoz, hogy feltöltsük az akkumulátort

we connect a source of electricity.

csatlakoztatunk egy áramforrást.

It could be something like a wind farm.

Olyasvalamit, mint mondjuk egy szélerőműpark.

And then we reverse the current.

Majd visszafordítjuk az áramot.

And this forces magnesium to de-alloy

Ez arra kényszeríti a magnéziumot, hogy kilépjen az ötvözetből

and return to the upper electrode,

és visszatérjen a felső elektródába,

restoring the initial constitution of the battery.

helyreállítva az akkumulátor kiindulási állapotát.

And the current passing between the electrodes

Az áram, amely az elektródák között halad

generates enough heat to keep it at temperature.

elég hőt termel ahhoz, hogy megfelelő hőmérsékleten tartsa.

It's pretty cool,

Ez nagyon klassz,

at least in theory.

elméletben legalábbis.

But does it really work?

De működik ez valójában?

So what to do next?

Mi a következő lépés?

We go to the laboratory.

Bemegyünk a laboratóriumba.

Now do I hire seasoned professionals?

Vegyek fel határozott időre egy szakértőt?

No, I hire a student

Nem, felveszek egy hallgatót

and mentor him,

és mentorálom őt

teach him how to think about the problem,

megtanítom arra, hogyan gondolkodjon a problémáról,

to see it from my perspective

hogy az én nézőpontomból lássa

and then turn him loose.

majd szabadon engedem őt.

This is that student, David Bradwell,

Ő az a hallgató, David Bradwell,

who, in this image,

aki ezen a képen

appears to be wondering if this thing will ever work.

úgy tűnik azon töpreng, hogy fog-e ez valaha is működni.

What I didn't tell David at the time

Amit nem mondtam el Davidnek akkor,

was I myself wasn't convinced it would work.

hogy én magam sem voltam meggyőződve, hogy működni fog.

But David's young and he's smart

De David fiatal és okos

and he wants a Ph.D.,

és PhD-t szeretne szerezni

and he proceeds to build --

és elkezdi építeni...

(Laughter)

(Nevetés)

He proceeds to build

Elkezdi építeni

the first ever liquid metal battery

a kémia valaha volt első

of this chemistry.

folyékony fémből készült akkumulátorát.

And based on David's initial promising results,

David kezdeti, ígéretesnek tűnő eredményeire alapozva,

which were paid

melyet kezdeti befektetésként

with seed funds at MIT,

az MIT finanszírozott,

I was able to attract major research funding

sikerült jelentős kutatási alapot megszereznem

from the private sector

a magánszektortól

and the federal government.

és a szövetségi kormánytól.

And that allowed me to expand my group to 20 people,

Ez lehetővé tette számomra, hogy húszfősre bővítsem a csapatomat,

a mix of graduate students, post-docs

diplomásokkal, posztdoktorokkal

and even some undergraduates.

sőt, még egyetemi hallgatókkal is.

And I was able to attract really, really good people,

Sikerült igazán jó embereket összegyűjteni,

people who share my passion

olyanokat, akik osztoznak a szenvedélyemben,

for science and service to society,

tudomány és szolgálat a társadalomért,

not science and service for career building.

nem pedig tudomány és szolgálat a karrierépítésért.

And if you ask these people

Ha megkérdezik az embereket,

why they work on liquid metal battery,

hogy miért dolgoznak a folyékony fémből készült akkumulátoron,

their answer would hearken back

a válaszuk visszaidézi

to President Kennedy's remarks

Kennedy elnök megjegyzését,

at Rice University in 1962

1962-ben a Rice Egyetemen,

when he said -- and I'm taking liberties here --

amikor azt monda - és most szabadon idézem -

"We choose to work on grid-level storage,

"Nem azért választottuk, hogy az áramhálózati szintű tárolón dolgozzunk

not because it is easy,

mert könnyű,

but because it is hard."

hanem mert nehéz."

(Applause)

(Taps)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

Tehát így fejlődött ki a folyékony fém akkumulátor.

We start here with our workhorse one watt-hour cell.

Itt kezdtük, az igáslovunkkal, az egy wattórás cellával.

I called it the shotglass.

Úgy hívom, hogy feles pohár.

We've operated over 400 of these,

Több mint négyszáz ilyet működtettünk,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

a teljesítményüket a kémiai sokféleséggel tökéletesítettük -

not just magnesium and antimony.

nem csak magnéziummal és antimonnal.

Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.

Menet közben 20 wattórásra növeltük.

I call it the hockey puck.

Ezt hokikorongnak hívom.

And we got the same remarkable results.

Ugyanazokat a figyelemre méltó eredményeket kaptuk.

And then it was onto the saucer.

Aztán a csészealj következett.

That's 200 watt-hours.

Ez 200 wattórás teljesítményű.

The technology was proving itself

A technológia igazolta magát,

to be robust and scalable.

hogy masszív és bővithető.

But the pace wasn't fast enough for us.

De az iram nem volt elég gyors számunkra.

So a year and a half ago,

Így másfél évvel ezelőtt,

David and I,

David és én

along with another research staff-member,

egy másik kutatótárssal együtt

formed a company

létrehoztunk egy vállalatot,

to accelerate the rate of progress

hogy felgyorsítsuk a fejlődés ütemét

and the race to manufacture product.

és a termék gyártásáért folytatott versenyt.

So today at LMBC,

Így ma az LMBC-ben

we're building cells 16 inches in diameter

negyven centiméter átmérőjű cellákat építünk

with a capacity of one kilowatt-hour --

melyek kapacitása egy kilowattóra -

1,000 times the capacity

ezerszer nagyobb kapacitású,

of that initial shotglass cell.

mint a kezdeti feles pohárnyi cella.

We call that the pizza.

Pizzának nevezzük ezt.

And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.

Ezután van egy négy kilowattórás cella készülőben.

It's going to be 36 inches in diameter.

Ez 90 centiméter átmérőjű lesz.

We call that the bistro table,

Ezt bisztróasztalnak nevezzük,

but it's not ready yet for prime-time viewing.

de még nincs kész a bemutatásra.

And one variant of the technology

A technológia egy változata szerint

has us stacking these bistro tabletops into modules,

összerakjuk ezeket a bisztróasztalokat modulokká,

aggregating the modules into a giant battery

hogy egy óriási akkumulátorrá alakítsuk a modulokat

that fits in a 40-foot shipping container

amely belefér egy 12 méteres konténerbe,

for placement in the field.

hogy terepen helyezzük el.

And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --

Ennek a névleges teljesítménye két megawattóra -

two million watt-hours.

kétmillió wattóra.

That's enough energy

Ez már elegendő energia ahhoz,

to meet the daily electrical needs

hogy kétszáz amerikai háztartás

of 200 American households.

napi energiaigényét ellássa.

So here you have it, grid-level storage:

Tehát itt van a az áramhálózati szintű akkumulátor:

silent, emissions-free,

csendes, nincs káros kibocsátása,

no moving parts,

nincsenek mozgó alkatrészek,

remotely controlled,

távolról irányítható,

designed to the market price point

versenyképes piaci árra tervezve,

without subsidy.

állami támogatás nélkül.

So what have we learned from all this?

Tehát mit tanultunk mindebből?

(Applause)

(Taps)

So what have we learned from all this?

Tehát mit tanultunk mindebből?

Let me share with you

Hadd osszak meg önökkel

some of the surprises, the heterodoxies.

néhány meglepetést, az unortodoxiákat.

They lie beyond the visible.

Ezek a látható dolgok mögött helyezkednek el.

Temperature:

Hőmérséklet:

Conventional wisdom says set it low,

Az általános igazság szerint alacsonyra kell állítani

at or near room temperature,

szobahőmérsékletre, vagy a körülire

and then install a control system to keep it there.

majd építsünk be egy ellenőrző rendszert, hogy tartsuk ezt.

Avoid thermal runaway.

Kerüljük el a hőmérséklet elszabadulását.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

A folyékony fém akkumulátort magas hőmérsékleten való működésre terveztük

with minimum regulation.

minimális szabályozással.

Our battery can handle the very high temperature rises

Az akkumulátorunk kezelni tudja a magas hőmérséklet-emelkedéseket

that come from current surges.

amely az áram hullámzásából fakad.

Scaling: Conventional wisdom says

Méretezés: Az általános igazság azt mondja,

reduce cost by producing many.

hogy az árat nagy termeléssel csökkentsük.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

A folyékony fém akkumulátor úgy csökkenti a költséget,

by producing fewer, but they'll be larger.

hogy kevesebbet, de nagyobbakat fogunk előállítani.

And finally, human resources:

Végül az emberi erőforrás:

Conventional wisdom says

Az általános igazság szerint

hire battery experts,

alkalmazz akkumulátor specialistákat

seasoned professionals,

tapasztalt profikat,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

akik óriási tapasztalattal és tudással rendelkeznek.

To develop liquid metal battery,

Ahhoz, hogy kifejlesszük a folyékony fém akkumulátort,

I hired students and post-docs and mentored them.

egyetemi hallgatókat és posztdoktorokat vettem fel és mentoráltam őket.

In a battery,

Egy akkumulátorban

I strive to maximize electrical potential;

igyekszem maximalizálni az elektromos potenciált;

when mentoring,

amikor mentorálok,

I strive to maximize human potential.

igyekszem maximalizálni az emberi potenciált.

So you see,

Láthatják,

the liquid metal battery story

hogy a folyékony fém akkumulátor története

is more than an account

több, mint egy feltalált

of inventing technology,

technológia beszámolója,

it's a blueprint

hanem annak a vázlata,

for inventing inventors, full-spectrum.

hogyan találjunk fel feltalálókat a teljes spektrumon.

(Applause)

(Taps)