Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Traducător: Aura Raducan Corector: Ariana Bleau Lugo

The electricity powering the lights in this theater

Electricitatea care alimentează luminile din această sală

was generated just moments ago.

a fost generată acum câteva momente.

Because the way things stand today,

Conform situației actuale,

electricity demand must be in constant balance

cererea de electricitate trebuie să fie în echilibru constant

with electricity supply.

cu furnizarea de electricitate.

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

Dacă în timpul cât a durat să intru aici pe scenă,

some tens of megawatts of wind power

câteva zeci de megawaţi de energie eoliană

stopped pouring into the grid,

ar fi încetat să fie alimentate în reţea,

the difference would have to be made up

diferenţa ar fi trebuit compensată

from other generators immediately.

de alte generatoare imediat.

But coal plants, nuclear plants

Dar uzinele de cărbuni şi centralele nucleare

can't respond fast enough.

nu pot răspunde suficient de repede.

A giant battery could.

O baterie gigant ar putea.

With a giant battery,

Cu o baterie gigant,

we'd be able to address the problem of intermittency

am putea aborda problema intermitenţei

that prevents wind and solar

care împiedică vântul şi soarele

from contributing to the grid

să contribuie la reţea

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

în acelaşi fel în care cărbunele, gazul şi energia nucleară o fac astăzi.

You see, the battery

Vedeţi voi, bateria

is the key enabling device here.

e dispozitivul cheie.

With it, we could draw electricity from the sun

Cu ea am putea folosi electricitate solară

even when the sun doesn't shine.

chiar şi când soarele nu străluceşte.

And that changes everything.

Şi asta schimbă totul.

Because then renewables

Pentru că atunci energiile regenerabile,

such as wind and solar

eoliană sau solară

come out from the wings,

vin din aripi

here to center stage.

în centrul scenei.

Today I want to tell you about such a device.

Azi vreau să vă vorbesc despre un astfel de dispozitiv.

It's called the liquid metal battery.

Se numeşte bateria cu metale lichide.

It's a new form of energy storage

E o nouă formă de stocare a energiei

that I invented at MIT

pe care am inventat-o la MIT

along with a team of my students

împreună cu o echipă de studenţi

and post-docs.

şi post-doctoranzi.

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

Tema conferinţei TED din acest an e Spectrul Complet.

The OED defines spectrum

Dicţionarul Oxford defineşte spectru

as "The entire range of wavelengths

ca fiind "Totalitatea lungimilor de undă

of electromagnetic radiation,

a radiaţiei electromagnetice,

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

de la cele mai lungi, unde radio, la cele mai scurte, raze gamma,

of which the range of visible light

din care spectrul luminii vizibile

is only a small part."

e doar o mică parte."

So I'm not here today only to tell you

Nu sunt aici doar să vă povestesc

how my team at MIT has drawn out of nature

cum echipa mea de la MIT s-a inspirat din natură

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

pentru soluţia la una din cele mai mari probleme ale lumii.

I want to go full spectrum and tell you how,

Vreau să parcurg spectrul complet şi să vă spun

in the process of developing

cum în procesul de dezvoltare

this new technology,

acestei tehnologii noi,

we've uncovered some surprising heterodoxies

am descoperit câteva surprinzătoare heterodoxii

that can serve as lessons for innovation,

care pot servi drept lecţii de inovaţie,

ideas worth spreading.

idei care merită răspândite.

And you know,

Şi ştiţi,

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

dacă va fi să scoatem ţara asta din situaţia energetică actuală,

we can't just conserve our way out;

nu putem s-o facem doar prin conservare

we can't just drill our way out;

sau prin săpături;

we can't bomb our way out.

sau prin bombardamente.

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

O vom face în stilul vechi american,

we're going to invent our way out,

vom inventa,

working together.

lucrând împreună.

(Applause)

(Aplauze)

Now let's get started.

Acum să începem.

The battery was invented about 200 years ago

Bareria a fost inventată acum 200 de ani

by a professor, Alessandro Volta,

de un profesor, Alessandro Volta,

at the University of Padua in Italy.

la Universitatea din Padua, Italia.

His invention gave birth to a new field of science,

Ivenţia sa a dat naştere la

electrochemistry,

un nou domeniu ştiinţific, electrochimia,

and new technologies

şi noi tehnologii

such as electroplating.

cum ar fi galvanizarea.

Perhaps overlooked,

Poate e trecut cu vederea că

Volta's invention of the battery

invenţia bateriei lui Volta

for the first time also

a demonstrat pentru prima oară

demonstrated the utility of a professor.

utilitatea unui profesor.

(Laughter)

(Râsete)

Until Volta, nobody could imagine

Până la Volta nimeni nu-şi putea imagina

a professor could be of any use.

că un profesor putea folosi la ceva.

Here's the first battery --

Iată prima baterie --

a stack of coins, zinc and silver,

o stivă de monede, zinc şi argint,

separated by cardboard soaked in brine.

separate de carton îmbibat în saramură.

This is the starting point

Acesta e punctul de început

for designing a battery --

pentru proiectarea unei baterii:

two electrodes,

doi electrozi,

in this case metals of different composition,

în acest caz, metale de diferite compoziţii,

and an electrolyte,

şi un electrolit,

in this case salt dissolved in water.

în acest caz sare dizolvată în apă.

The science is that simple.

Stiinţa e atât de simplă.

Admittedly, I've left out a few details.

Recunosc, am lăsat la o parte câteva detalii.

Now I've taught you

Acum v-am învăţat

that battery science is straightforward

că ştiinţa bateriilor e simplă

and the need for grid-level storage

şi nevoia de stocare la nivel de reţea

is compelling,

e apăsătoare,

but the fact is

dar adevărul e

that today there is simply no battery technology

că azi nu există o tehnologie a bateriei

capable of meeting

capabilă să susțină

the demanding performance requirements of the grid --

epuizanta cerere de performanţă a reţelei --

namely uncommonly high power,

adică putere neobişnuit de mare,

long service lifetime

durată de viaţă îndelungată

and super-low cost.

şi costuri foarte mici.

We need to think about the problem differently.

Avem nevoie să abordăm problema diferit.

We need to think big,

Trebuie să gândim la scară mare,

we need to think cheap.

trebuie să gândim ieftin.

So let's abandon the paradigm

Aşadar să abandonăm paradigma

of let's search for the coolest chemistry

de-a căuta cea mai tare chimie

and then hopefully we'll chase down the cost curve

ca apoi eventual să coborâm curba costurilor

by just making lots and lots of product.

prin crearea multor produse.

Instead, let's invent

În schimb, să inventăm

to the price point of the electricity market.

la nivelul preţului pieţei de electricitate.

So that means

Asta înseamnă

that certain parts of the periodic table

că anumite părţi ale tabelului periodic

are axiomatically off-limits.

sunt axiomatic interzise.

This battery needs to be made

Această baterie trebuie făcută

out of earth-abundant elements.

din elemente existente în abundenţă.

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

Cred că dacă vrei să faci ceva extrem de ieftin,

make it out of dirt --

fă-l din noroi --

(Laughter)

(Râsete)

preferably dirt

de preferinţă noroi

that's locally sourced.

care se găseşte local.

And we need to be able to build this thing

Trebuie să putem construi

using simple manufacturing techniques and factories

folosind tehnici simple şi fabrici

that don't cost us a fortune.

care nu costă o avere.

So about six years ago,

Acum şase ani,

I started thinking about this problem.

am început să mă gândesc la această problemă.

And in order to adopt a fresh perspective,

Pentru a adopta o perspectivă nouă,

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

am căutat inspiraţie dincolo de domeniul stocării electricității.

In fact, I looked to a technology

De fapt, m-am uitat la o tehnologie

that neither stores nor generates electricity,

care nici nu stochează nici nu generează electricitate,

but instead consumes electricity,

ci consumă electricitate,

huge amounts of it.

cantităţi uriașe.

I'm talking about the production of aluminum.

Vorbesc despre producerea aluminiului.

The process was invented in 1886

Procesul a fost inventat în 1886

by a couple of 22-year-olds --

de doi tineri de 22 de ani --

Hall in the United States and Heroult in France.

Hall din Statele Unite şi Heroult din Franţa.

And just a few short years following their discovery,

La câţiva ani după descoperirea lor,

aluminum changed

aluminiul s-a schimbat

from a precious metal costing as much as silver

dintr-un metal preţios care costa cât argintul

to a common structural material.

într-un material structural comun.

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

Vă uitaţi la celule unui cuptor modern de topit aluminiu.

It's about 50 feet wide

Are o lăţime de 15 m

and recedes about half a mile --

și se întinde cam 800 m.

row after row of cells

Rânduri de celule

that, inside, resemble Volta's battery,

care înăuntru semănă cu o baterie Volta,

with three important differences.

cu trei diferenţe importante.

Volta's battery works at room temperature.

Bateria Volta funcţionează la temperatura camerei.

It's fitted with solid electrodes

E dotată cu electrozi solizi

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

şi un electrolit, o soluţie de sare în apă.

The Hall-Heroult cell

Celula Hall-Heroult

operates at high temperature,

operează la temperaturi înalte,

a temperature high enough

o temperatură suficient de mare

that the aluminum metal product is liquid.

ca produsul metalic de aluminiu să fie lichid.

The electrolyte

Electrolitul

is not a solution of salt and water,

nu e o soluţie de sare în apă,

but rather salt that's melted.

ci de sare topită.

It's this combination of liquid metal,

Această combinaţie

molten salt and high temperature

de metal lichid, sare topită și temperaturi mari

that allows us to send high current through this thing.

permite să trimitem curent de mare voltaj prin ea.

Today, we can produce virgin metal from ore

Azi putem produce metal primar din minereu

at a cost of less than 50 cents a pound.

la preț mai mic de $1 /kg.

That's the economic miracle

Acesta e miracolul economic

of modern electrometallurgy.

al electrometalurgiei moderne.

It is this that caught and held my attention

Asta mi-a reținut atenţia

to the point that I became obsessed with inventing a battery

încât am devenit obsedat de inventarea unei baterii

that could capture this gigantic economy of scale.

care putea capta această uriașă economie la scară.

And I did.

Şi aşa am făcut.

I made the battery all liquid --

Am făcut bateria complet lichidă:

liquid metals for both electrodes

metale lichide pentru ambii electrozi

and a molten salt for the electrolyte.

şi sare topită ca electrolit.

I'll show you how.

Vă voi arăta.

So I put low-density

Am pus metal cu densitate mică

liquid metal at the top,

deasupra,

put a high-density liquid metal at the bottom,

un metal cu desitate mare dedesubt,

and molten salt in between.

şi sare topită între.

So now,

Acum,

how to choose the metals?

cum alegem metalele?

For me, the design exercise

Pentru mine, exerciţiul de design

always begins here

începe mereu aici

with the periodic table,

cu tabelul periodic,

enunciated by another professor,

enunţat de alt profesor,

Dimitri Mendeleyev.

Dimitri Mendeleev.

Everything we know

Tot ce cunoaștem

is made of some combination

e compus dintr-o anumită combinaţie

of what you see depicted here.

a ceea ce vedeţi aici.

And that includes our own bodies.

Şi asta include propriile noastre corpuri.

I recall the very moment one day

Îmi amintesc momentul într-o zi

when I was searching for a pair of metals

când căutam o pereche de metale

that would meet the constraints

care să îndeplinească constrângerile

of earth abundance,

abundenţei în scoarța pământului,

different, opposite density

densități diferite, opuse

and high mutual reactivity.

şi reactivitate reciprocă ridicată.

I felt the thrill of realization

Am simţit satisfacţia realizării

when I knew I'd come upon the answer.

când am realizat că am găsit răspunsul.

Magnesium for the top layer.

Magneziu pentru stratul de deasupra.

And antimony

Şi antimoniu

for the bottom layer.

pentru stratul de dedesubt.

You know, I've got to tell you,

Trebuie să vă spun

one of the greatest benefits of being a professor:

unul din cele mai mari beneficii ale profesoratului:

colored chalk.

creta colorată.

(Laughter)

(Râsete)

So to produce current,

Pentru a produce curent,

magnesium loses two electrons

magneziu pierde 2 electroni

to become magnesium ion,

devenind ion de Mg,

which then migrates across the electrolyte,

care apoi migrează prin electrolit,

accepts two electrons from the antimony,

acceptă 2 electroni de la Sb,

and then mixes with it to form an alloy.

iar apoi se amestecă formând un aliaj.

The electrons go to work

Electronii îşi fac treaba

in the real world out here,

în lumea de afară,

powering our devices.

dând energie dispozitivelor noastre.

Now to charge the battery,

Pentru a încărca bateria,

we connect a source of electricity.

conectăm la o sursă de electricitate.

It could be something like a wind farm.

Ar putea fi o fermă eoliană.

And then we reverse the current.

Şi apoi inversăm curentul.

And this forces magnesium to de-alloy

Acesta forţează Mg să iasă din aliaj,

and return to the upper electrode,

să se reîntoarcă la electrodul de sus,

restoring the initial constitution of the battery.

restaurând constituţia iniţială a bateriei.

And the current passing between the electrodes

Şi curentul ce trece între electrozi

generates enough heat to keep it at temperature.

generează suficientă căldură pentru a-i menţine temperatura.

It's pretty cool,

Destul de tare,

at least in theory.

cel puţin în teorie.

But does it really work?

Dar funcţionează cu adevărat?

So what to do next?

Ce-i de făcut în continuare?

We go to the laboratory.

Ne ducem în laborator.

Now do I hire seasoned professionals?

Voi angaja profesionişti experimentaţi?

No, I hire a student

Nu, angajez un student,

and mentor him,

îl instruiesc,

teach him how to think about the problem,

îl învăţ cum să gândească problema

to see it from my perspective

din perspectiva mea

and then turn him loose.

şi apoi îl las liber.

This is that student, David Bradwell,

Acesta e studentul, David Bradwell,

who, in this image,

care, în această imagine,

appears to be wondering if this thing will ever work.

pare să se întrebe dacă lucrul ăsta va funcţiona vreodată.

What I didn't tell David at the time

Nu i-am spus lui David atunci

was I myself wasn't convinced it would work.

că nici eu nu eram convins că va funcţiona.

But David's young and he's smart

Dar David e tânăr şi inteligent

and he wants a Ph.D.,

şi vrea un doctorat,

and he proceeds to build --

şi pornește să construiască --

(Laughter)

(Râsete)

He proceeds to build

Pornește să construiască

the first ever liquid metal battery

prima baterie cu metale lichide

of this chemistry.

bazată pe această chimie.

And based on David's initial promising results,

Pe baza rezultatelor inițiale promiţătoare ale lui David,

which were paid

care au fost plătite

with seed funds at MIT,

cu fonduri private la MIT,

I was able to attract major research funding

am putut atrage fonduri de cercetare majore

from the private sector

din partea sectorului privat

and the federal government.

şi de la guvernul federal.

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

Iar asta mi-a permis să extind grupul la 20 de oameni,

a mix of graduate students, post-docs

un amestec de masteranzi, post-doctoranzi

and even some undergraduates.

și chiar câțiva studenți.

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

Am putut atrage oameni extrem de buni,

people who share my passion

oameni care îmi împărtăşesc pasiunea

for science and service to society,

pentru ştiinţă în serviciul societăţii,

not science and service for career building.

nu ştiinţă în scopul formării unei cariere.

And if you ask these people

Dacă întrebaţi aceşti oameni

why they work on liquid metal battery,

de ce lucrează la bateria cu metale lichide,

their answer would hearken back

răspunsul lor ar reînvia

to President Kennedy's remarks

remarcile Preşedintelului Kennedy

at Rice University in 1962

la Universitatea Rice din 1962

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

când a spus -- parafrazez aici--

"We choose to work on grid-level storage,

"Alegem să lucrăm la stocarea la nivel de reţea,

not because it is easy,

nu pentru că e uşor,

but because it is hard."

ci pentru că e greu."

(Applause)

(Aplauze)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

Iată evoluţia bateriei cu metale lichide.

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

Începem aici cu calul de bătaie, celula de 1 Watt/h.

I called it the shotglass.

Am numit-o păhărelul.

We've operated over 400 of these,

Am operat peste 400 din astea,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

îmbunătățindu-le performanţa cu diverse elemente chimice --

not just magnesium and antimony.

nu doar cu Mg şi Sb.

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

Pe parcurs am ajuns la celula de 20 W/h.

I call it the hockey puck.

O numesc pucul de hockey.

And we got the same remarkable results.

Am obţinut aceleaşi rezultate remarcabile.

And then it was onto the saucer.

Apoi a urmat discul,

That's 200 watt-hours.

de 200 W/h.

The technology was proving itself

Tehnologia se dovedea

to be robust and scalable.

a fi robustă şi accesibilă.

But the pace wasn't fast enough for us.

Dar ritmul nu era destul de rapid.

So a year and a half ago,

Aşadar acum un an şi jumătate,

David and I,

David şi cu mine,

along with another research staff-member,

împreună cu alt cercetător de la catedră,

formed a company

am format o companie

to accelerate the rate of progress

să accelerăm rata progresului

and the race to manufacture product.

şi cursa fabricării produsului.

So today at LMBC,

În prezent la LMBC

we're building cells 16 inches in diameter

construim celule cu diametrul de 40 cm

with a capacity of one kilowatt-hour --

cu o capacitate de 1 KW/h --

1,000 times the capacity

o capacitate de 1000 de ori mai mare

of that initial shotglass cell.

decât celula păhărel iniţială.

We call that the pizza.

Pe asta o numim pizza.

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

Apoi am avut la orizont o celulă de 4 KW/h.

It's going to be 36 inches in diameter.

Va avea un diametru de 90 cm.

We call that the bistro table,

O numim masa bistro,

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

dar nu e încă pregătită pentru atenţia publicului.

And one variant of the technology

Într-o variantă a tehnologiei

has us stacking these bistro tabletops into modules,

am stivuit aceste mese bistro în module,

aggregating the modules into a giant battery

agregând modulele într-o baterie gigant

that fits in a 40-foot shipping container

care intră într-un container de 12 m,

for placement in the field.

ce va fi amplasat în diverse locuri.

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

Acesta are o capacitate de 2 MW/h

two million watt-hours.

= 2 milioane W/h.

That's enough energy

E destulă energie

to meet the daily electrical needs

pentru a satisface cererile energetice zilnice

of 200 American households.

a 200 gospodării din America.

So here you have it, grid-level storage:

Aşadar iată stocarea la nivel de reţea:

silent, emissions-free,

silenţioasă, fără emisii

no moving parts,

fără părţi care se mişcă,

remotely controlled,

controlată de la distanţă,

designed to the market price point

creată la preţul pieţii

without subsidy.

fără subvenţii.

So what have we learned from all this?

Ce am învăţat din toate astea?

(Applause)

(Aplauze)

So what have we learned from all this?

Ce am învăţat din toate astea?

Let me share with you

Permiteţi-mi să împărtăşesc cu voi

some of the surprises, the heterodoxies.

câteva dintre surprize, heterodoxii.

They lie beyond the visible.

Sunt dincolo de ce e vizibil.

Temperature:

Temperatura:

Conventional wisdom says set it low,

Înţelepciunea convenţională spune s-o coborâm

at or near room temperature,

aproape de temperatura camerei,

and then install a control system to keep it there.

apoi instalează un sistem de control s-o menţină scăzută.

Avoid thermal runaway.

Evită instabilitatea termică.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

Bateria cu metale lichide e concepută să opereze la temperaturi înalte

with minimum regulation.

cu regularizare minimă.

Our battery can handle the very high temperature rises

Bateria noastră poate rezista la creşteri mari de temperatură

that come from current surges.

care apar din creşteri bruște de curent.

Scaling: Conventional wisdom says

Multiplicare: Înţelepciunea convenţională spune

reduce cost by producing many.

redu costurile producând la scară mare.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

Bateria cu metale lichide e concepută să reducă costurile

by producing fewer, but they'll be larger.

producând mai puţine, dar mai mari.

And finally, human resources:

Și în fine, operatorii:

Conventional wisdom says

Înţelepciunea convenţională spune

hire battery experts,

angajează experţi,

seasoned professionals,

profesionişti experimentaţi,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

care își pot folosi experienţa şi cunoştinţele vaste.

To develop liquid metal battery,

Pentru a dezvolta bateria cu metale lichide,

I hired students and post-docs and mentored them.

am angajat studenţi şi doctoranzi pe care i-am instruit.

In a battery,

Într-o baterie,

I strive to maximize electrical potential;

mă străduiesc să maximizez potenţialul electric;

when mentoring,

în instruire,

I strive to maximize human potential.

mă străduiesc să maximizez potenţialul uman.

So you see,

După cum vedeţi,

the liquid metal battery story

povestea bateriei cu metale lichide

is more than an account

e mai mult decât o simplă relatare

of inventing technology,

a invenției tehnologiei,

it's a blueprint

e un plan

for inventing inventors, full-spectrum.

pentru a inventa inventatori: spectru complet.

(Applause)

(Aplauze)