Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Donald Sadoway: Yenilenebilir enerjinin eksik halkası

Çeviri: Sinan Özgün Gözden geçirme: Eren Gokce

The electricity powering the lights in this theater

Bu tiyatrodaki ışıkların kullandığı elektrik

was generated just moments ago.

sadece birkaç dakika önce üretildi.

Because the way things stand today,

Çünkü, günümüzün standartlarına göre,

electricity demand must be in constant balance

elektrik talebi ile elektrik arzı dengede

with electricity supply.

olmak zorunda.

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

Eğer ben bu sahneye çıkana kadar geçen sürede

some tens of megawatts of wind power

rüzgâr enerjisinden gelen onlarca megavat

stopped pouring into the grid,

şebekeye akmayı durdursaydı,

the difference would have to be made up

aradaki fark anında diğer jenaratörlerce

from other generators immediately.

kapatılmak zorunda olacaktı.

But coal plants, nuclear plants

Ancak, kömür santralleri ve nükleer santraller

can't respond fast enough.

yeterince hızlı cevap veremezler.

A giant battery could.

Devasa bir pil (batarya) yapabilir.

With a giant battery,

Devasa bir pil ile,

we'd be able to address the problem of intermittency

rüzgâr ve güneş enerjisinin aralıklı olması yüzünden

that prevents wind and solar

bugün kömür, gaz ve nükleerde olduğu gibi

from contributing to the grid

şebekeye katkı sağlamakta

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

yetersiz kalması sorununa bir çözüm bulabilirdik.

You see, the battery

Görüyorsunuz ki, pil

is the key enabling device here.

burada bu olanağı sağlayan anahtar cihaz.

With it, we could draw electricity from the sun

Pil ile güneşten, parlamazken bile,

even when the sun doesn't shine.

elektrik çekebilirdik.

And that changes everything.

Ve bu, her şeyi değiştirir.

Because then renewables

Çünkü bu sayede, rüzgâr ve güneş

such as wind and solar

gibi yenilenebilir enerjiler

come out from the wings,

yardımcı görevlerden sıyrılıp

here to center stage.

başrole geçecekler.

Today I want to tell you about such a device.

Bugün size böyle bir cihazdan bahsetmek istiyorum.

It's called the liquid metal battery.

Sıvı metal pil (liquid metal battery) olarak adlandırılıyor.

It's a new form of energy storage

Bu, MIT'de öğrencilerim ve

that I invented at MIT

doktora sonrası öğrencilerinden oluşan ekibimle

along with a team of my students

birlikte icat ettiğim yeni bir

and post-docs.

enerji depolama yöntemi.

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

Bu yılın TED Konferansı'nın konusu Tam Spektrum (Full Spectrum).

The OED defines spectrum

Oxford İngilizce Sözlüğü (OED), spektrumu

as "The entire range of wavelengths

şöyle tanımlıyor,

of electromagnetic radiation,

"Görünen ışığın yalnızca küçük bir kısmını

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

oluşturduğu, en uzun radyo dalgalarından

of which the range of visible light

en kısa gama ışınlarına kadar,

is only a small part."

elektromagnetik radyasyonun tüm dalga boylarıdır.".

So I'm not here today only to tell you

Bugün burada size sadece MIT'deki ekibimin

how my team at MIT has drawn out of nature

dünyanın en büyük sorunlarından birine nasıl

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

doğadan bir çözüm bulduğunu anlatmayacağım.

I want to go full spectrum and tell you how,

Tam kapsamlı olmak istiyorum ve

in the process of developing

size bu yeni teknolojinin geliştirme

this new technology,

sürecinde, inovasyon için

we've uncovered some surprising heterodoxies

ders olarak hizmet edebilecek

that can serve as lessons for innovation,

şaşırtıcı aykırıkları, yaymaya değer fikirleri

ideas worth spreading.

nasıl ortaya çıkardığımızı anlatmak istiyorum.

And you know,

Ve biliyorsunuz ki,

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

eğer bu ülkeyi mevcut enerji darboğazından çıkaracaksak,

we can't just conserve our way out;

sadece yolumuzu koruyamayız,

we can't just drill our way out;

sadece yolumuzu açamayız

we can't bomb our way out.

ve yolumuzu patlatamayız da.

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

Bunu eski stil Amerikan yöntemiyle yapacağız,

we're going to invent our way out,

yolumuzu icat edeceğiz,

working together.

birlikte çalışarak.

(Applause)

(Alkış)

Now let's get started.

Hadi başlayalım.

The battery was invented about 200 years ago

Batarya (pil), 200 yıl önce

by a professor, Alessandro Volta,

Alessandro Volta isimli bir profesör tarafından

at the University of Padua in Italy.

İtalya'da Padua Üniversitesi'nde icat edildi.

His invention gave birth to a new field of science,

Bu icat yeni bir bilim doğurdu,

electrochemistry,

elektrokimya

and new technologies

ve yeni teknolojilere hayat verdi,

such as electroplating.

elektro kaplama gibi.

Perhaps overlooked,

Muhtemelen küçümsendi ama,

Volta's invention of the battery

Volta'nın bataryayı icat etmesi

for the first time also

ayrıca ilk defa

demonstrated the utility of a professor.

bir profesörün yararını da gösterdi.

(Laughter)

(Kahkaha)

Until Volta, nobody could imagine

Volta'ya kadar hiç kimse bir profesörün

a professor could be of any use.

bir işe yarayacağını hayal bile edemezdi.

Here's the first battery --

İşte ilk batarya-

a stack of coins, zinc and silver,

çinko ve gümüşten bir yığın bozuk para,

separated by cardboard soaked in brine.

tuzlu suya batırılan mukavva ile ayrılmış.

This is the starting point

Bu, bir batarya tasarımı için

for designing a battery --

başlangıç noktasıdır-

two electrodes,

iki elektrot,

in this case metals of different composition,

bu örnek için farklı kompozisyonlara sahip metaller

and an electrolyte,

ve bir elektrolit,

in this case salt dissolved in water.

bu örnek için suda çözülmüş tuz.

The science is that simple.

Teknik bu kadar basit.

Admittedly, I've left out a few details.

Kabul ediyorum ki, bazı detayları atladım.

Now I've taught you

Şimdi size

that battery science is straightforward

batarya biliminin basitliğini ve

and the need for grid-level storage

şebeke seviyesi depolamanın zorluğunu

is compelling,

göstermiş oldum.

but the fact is

Ama gerçek şu ki,

that today there is simply no battery technology

günümüzde şebekenin yüksek performans

capable of meeting

gerekliliklerini

the demanding performance requirements of the grid --

karşılayabilecek bir batarya teknolojisi yok-

namely uncommonly high power,

yani, olağan dışı yüksek güç,

long service lifetime

uzun kullanım ömrü

and super-low cost.

ve çok düşük maliyet.

We need to think about the problem differently.

Bu problem üzerinde farklı şekilde düşünmeliyiz.

We need to think big,

Büyük düşünmeliyiz,

we need to think cheap.

ucuz düşünmeliyiz.

So let's abandon the paradigm

Bu yüzden, havalı kimya araştırmaları

of let's search for the coolest chemistry

ardından bir sürü ürün çıkararak

and then hopefully we'll chase down the cost curve

maliyet eğrisini yakalayabileceğimizi umut etme

by just making lots and lots of product.

görüşünden vazgeçelim.

Instead, let's invent

Yerine, elektrik borsasının

to the price point of the electricity market.

hedef fiyatına uygun ürünler icat edelim.

So that means

Bunun anlamı,

that certain parts of the periodic table

periyodik tablonun belli bölümlerinin

are axiomatically off-limits.

kesinlikle limitlerimizin dışında olduğudur.

This battery needs to be made

Bu batarya, dünyada bolca bulunan

out of earth-abundant elements.

elementlerden yapılmalı.

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

Ben derim ki, eğer bir şeyi bedava yapmak

make it out of dirt --

istiyorsanız, topraktan yapın-

(Laughter)

(Kahkaha)

preferably dirt

tercihen yerel olarak

that's locally sourced.

elde edilen topraktan.

And we need to be able to build this thing

Ve bu şeyi basit üretim teknikleri ile

using simple manufacturing techniques and factories

bir servete mal olmayacak fabrikalarda

that don't cost us a fortune.

üretebilmeliyiz.

So about six years ago,

Aşağı yukarı altı yıl önce,

I started thinking about this problem.

bu problem üzerine düşünmeye başladım.

And in order to adopt a fresh perspective,

Ve yeni bir bakış açısı benimsemek için,

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

elektrik depolama alanının ötesinde bir ilham aradım.

In fact, I looked to a technology

Aslında, ne elektrik depolayan,

that neither stores nor generates electricity,

ne de elektrik üreten bir teknolojiye,

but instead consumes electricity,

bunun yerine çok yüksek miktarlarda

huge amounts of it.

elektrik tüketen bir teknolojiye baktım.

I'm talking about the production of aluminum.

Alüminyum üretiminden bahsediyorum.

The process was invented in 1886

Süreç 1886'da

by a couple of 22-year-olds --

22 yaşında iki kişi tarafından icat edildi,

Hall in the United States and Heroult in France.

Birleşik Devletler'den Hall ve Fransa'dan Heroult.

And just a few short years following their discovery,

Ve keşiflerinden sadece birkaç yıl sonra,

aluminum changed

alüminyum

from a precious metal costing as much as silver

gümüş kadar pahalı bir metalden

to a common structural material.

bir genel yapı malzemesine dönüştü.

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

Modern bir alüminyum dökümhanesinin hücre evine bakıyorsunuz.

It's about 50 feet wide

Yaklaşık 50 fit genişliğinde,

and recedes about half a mile --

ve yarım mile kadar uzanıyor,

row after row of cells

içinde Volta'nın bataryasını andıran,

that, inside, resemble Volta's battery,

sıra sıra dizilmiş hücreler var,

with three important differences.

ancak üç temel farkla.

Volta's battery works at room temperature.

Volta'nın bataryası oda sıcaklığında çalışır.

It's fitted with solid electrodes

Katı elektrotlar ile

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

su ve tuzdan oluşan bir elektrolit yerleştirilmiştir.

The Hall-Heroult cell

Hall-Heroult hücresi

operates at high temperature,

yüksek sıcaklıklarda çalışır,

a temperature high enough

alüminyum metalini sıvı tutacak

that the aluminum metal product is liquid.

kadar yüksek bir sıcaklıkta.

The electrolyte

Elektrolit ise

is not a solution of salt and water,

su ve tuz çözeltisi değil,

but rather salt that's melted.

ergimiş tuzdur.

It's this combination of liquid metal,

Bu şeyden yüksek akım geçirmemize

molten salt and high temperature

izin veren, sıvı metal, ergimiş tuz

that allows us to send high current through this thing.

ve yüksek sıcaklık birleşimidir.

Today, we can produce virgin metal from ore

Günümüzde, cevherden saf metali

at a cost of less than 50 cents a pound.

libresi 50 sentten daha ucuza üretebiliyoruz.

That's the economic miracle

Bu, modern elektrometalürjinin

of modern electrometallurgy.

ekonomik mucizesidir.

It is this that caught and held my attention

Benim dikkatimi çeken ve

to the point that I became obsessed with inventing a battery

bende böylesi bir devasa ölçek ekonomisini yakalayabilecek

that could capture this gigantic economy of scale.

bir batarya icat etme takıntısı yaratan işte budur.

And I did.

Ve yaptım da.

I made the battery all liquid --

Bataryayı tamamen sıvı yaptım,

liquid metals for both electrodes

her iki elektrot için sıvı metaller

and a molten salt for the electrolyte.

ve elektrolit için ergimiş tuz.

I'll show you how.

Size nasıl yapıldığını göstereceğim.

So I put low-density

Üste düşük yoğunluklu

liquid metal at the top,

sıvı metali koydum,

put a high-density liquid metal at the bottom,

alta yüksek yoğunluklu metali

and molten salt in between.

ve araya ergimiş tuzu koydum.

So now,

Şimdi,

how to choose the metals?

metaller nasıl seçilmeli?

For me, the design exercise

Benim için, tasarım egzersizi

always begins here

her zaman burada,

with the periodic table,

diğer bir profesör Dimitri Mendeleyev'in

enunciated by another professor,

oluşturduğu periyodik tablo

Dimitri Mendeleyev.

ile başlar.

Everything we know

Bildiğimiz her şey,

is made of some combination

burada gösterilenlerin

of what you see depicted here.

bir kombinasyonundan oluşur.

And that includes our own bodies.

Ve buna kendi bedenlerimiz de dâhil.

I recall the very moment one day

Bir gün, bolca bulunabilirlik,

when I was searching for a pair of metals

farklılık, zıt yoğunluk ve ortak yüksek reaktivite

that would meet the constraints

kısıtlarını karşılayacak

of earth abundance,

bir metal çifti

different, opposite density

aradığım o anı

and high mutual reactivity.

hatırlıyorum.

I felt the thrill of realization

Cevabı bulduğumu fark ettiğimde,

when I knew I'd come upon the answer.

gerçekleştirmenin heyecanını hissettim.

Magnesium for the top layer.

Üst tabaka için magnezyum.

And antimony

Alt tabaka için

for the bottom layer.

antimon

You know, I've got to tell you,

Bilirsiniz, size söylemeliyim,

one of the greatest benefits of being a professor:

profesör olmanın en büyük getirilerinden biri:

colored chalk.

Renkli tebeşir.

(Laughter)

(Kahkaha)

So to produce current,

Akım üretebilmek için

magnesium loses two electrons

magnezyum iki elektron kaybederek

to become magnesium ion,

magnezyum iyonu oluşturur,

which then migrates across the electrolyte,

bu iyon elektrolit boyunca ilerler,

accepts two electrons from the antimony,

antimondan iki elektron kabul eder

and then mixes with it to form an alloy.

ve bir alaşım oluşturmak üzere onunla karışır.

The electrons go to work

Elektronlar dışarıdaki

in the real world out here,

gerçek dünyaya giderler,

powering our devices.

cihazlarımızı çalıştırırlar.

Now to charge the battery,

Bataryayı şarj etmek için

we connect a source of electricity.

bir elektrik kaynağı bağlarız.

It could be something like a wind farm.

Rüzgâr tarlası gibi bir şey olabilir.

And then we reverse the current.

Ve sonra akımı tersine çeviririz.

And this forces magnesium to de-alloy

Bu magnezyumu alaşımdan çıkmaya zorlar

and return to the upper electrode,

ve magnezyumu üst elektrota geri göndererek

restoring the initial constitution of the battery.

bataryanın ilk hâline dönmesini sağlar.

And the current passing between the electrodes

Ve elektrotlar arasından geçen akım

generates enough heat to keep it at temperature.

yeterli ısı üreterek bataryayı uygun sıcaklıkta tutar.

It's pretty cool,

Bu oldukça güzel,

at least in theory.

en azından teoride.

But does it really work?

Ama gerçekten çalışıyor mu?

So what to do next?

Peki bundan sonra ne yapılmalı?

We go to the laboratory.

Laboratuvara gidelim.

Now do I hire seasoned professionals?

Deneyimli profesyonelleri mi işe alsam?

No, I hire a student

Hayır, bir öğrenci işe alıp

and mentor him,

ona rehberlik yaparım,

teach him how to think about the problem,

ona problem üzerinde nasıl düşüneceğini,

to see it from my perspective

benim bakış açımdan nasıl bakacağını öğretirim

and then turn him loose.

ve onu serbest bırakırım.

This is that student, David Bradwell,

Bu, o öğrenci David Bradwell,

who, in this image,

resimde

appears to be wondering if this thing will ever work.

bunun çalışıp çalışmayacağını merak eder gibi görünüyor.

What I didn't tell David at the time

O zaman David'e söylemediğim şey,

was I myself wasn't convinced it would work.

kendimin bile bunun çalışacağına ikna olmamış olmamdı.

But David's young and he's smart

Ama, David genç, zeki

and he wants a Ph.D.,

ve doktora derecesi istiyor,

and he proceeds to build --

bu sebeple yapmaya girişti.

(Laughter)

(Kahkaha)

He proceeds to build

Bu kimyaya sahip olarak

the first ever liquid metal battery

üretilen ilk sıvı metal bataryayı

of this chemistry.

yapmaya başladı.

And based on David's initial promising results,

Ve David'in, MIT'den çekirdek sermayeyle fonlanan

which were paid

ve gelecek vaat eden

with seed funds at MIT,

ilk sonuçları sayesinde,

I was able to attract major research funding

özel sektörden ve federal hükümetten

from the private sector

büyük yatırımlar

and the federal government.

çekmeyi başardım.

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

Ve bu ekibimi, yüksek lisans öğrencileri, doktora sonrası araştırmacılar

a mix of graduate students, post-docs

ve hatta bazı lisans öğrencilerinden oluşan

and even some undergraduates.

20 kişilik bir ekip olarak genişletmeme olanak sağladı.

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

Gerçekten iyi, çok iyi insanları gruba çekebildim,

people who share my passion

bilim ve topluma hizmet için

for science and service to society,

tutkumu paylaşan insanlar,

not science and service for career building.

kariyer yapmak için bilim ve hizmet değil.

And if you ask these people

Eğer bu insanlara neden sıvı metal bataryalar

why they work on liquid metal battery,

üzerine çalıştıklarını sorarsanız,

their answer would hearken back

cevapları Başkan Kennedy'nin

to President Kennedy's remarks

1962'de Rice Üniversitesi'nde

at Rice University in 1962

söylediklerini hatırlatacaktır.

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

Müsaadenizle şöyle söylemek istiyorum-

"We choose to work on grid-level storage,

"Şebeke seviyesi depolama konusunda çalışmayı tercih ettik,

not because it is easy,

kolay olduğu için değil,

but because it is hard."

zor olduğu için."

(Applause)

(Alkış)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

Bu, sıvı metal bataryanın evrim sürecidir.

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

Saatte bir vat üreten vefakâr hücremizle işe koyulduk.

I called it the shotglass.

Ben onu fondip kadehi (shotglass) olarak adlandırdım.

We've operated over 400 of these,

Bunlardan 400 taneden fazlasını çalıştırdık,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

performanslarını mükemmelleştirmek için farklı bileşimler denedik,

not just magnesium and antimony.

sadece magnezyum ve antimonu değil.

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

Çalışmalar sırasında 20 vat-saatlık hücre büyüklüğüne ulaştık.

I call it the hockey puck.

Bunu hokey diski (hockey puck) olarak isimlendirdim.

And we got the same remarkable results.

Ve aynı dikkat çekici sonuçlara ulaştık.

And then it was onto the saucer.

Ve sonrasında sıra çay tabağına (saucer) geldi.

That's 200 watt-hours.

200 vat-saat olan.

The technology was proving itself

Teknoloji, kendini stabil ve ölçeklenebilir

to be robust and scalable.

olduğuna dair kanıtlıyordu.

But the pace wasn't fast enough for us.

Ama bu tempo bizim için yeterli değildi.

So a year and a half ago,

Bu yüzden bir buçuk yıl önce,

David and I,

David, ben,

along with another research staff-member,

ve bir diğer araştırma görevlisi ile birlikte

formed a company

ilerlemeyi hızlandırmak

to accelerate the rate of progress

ve bir an önce ürün çıkarabilmek için

and the race to manufacture product.

bir şirket kurduk.

So today at LMBC,

Bugün LMBC'de

we're building cells 16 inches in diameter

16 inç çapa sahip,

with a capacity of one kilowatt-hour --

bir kilovat-saat kapasiteli,

1,000 times the capacity

yani başlangıçtaki fondip kadehi hücresinin 1000 katı kapasiteye sahip olan

of that initial shotglass cell.

hücreler üretiyoruz.

We call that the pizza.

Bunu pizza olarak adlandırdık.

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

Ufukta dört kilovat-saat kapasiteli bir hücre var.

It's going to be 36 inches in diameter.

36 inç çapında olacak.

We call that the bistro table,

Bunu bistro masası (bistro table) diye isimlendirdik,

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

ama henüz görücüye çıkmaya hazır değil.

And one variant of the technology

Teknolojinin bir varyasyonu,

has us stacking these bistro tabletops into modules,

bu bistro masalarını modüller halinde istiflememize

aggregating the modules into a giant battery

ve modülleri sahada yerleştirmek üzere

that fits in a 40-foot shipping container

40 fitlik nakliye konteynırlara sığan

for placement in the field.

devasa bir batarya olarak biraraya getirmemize olanak veriyor.

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

Ve bu, iki megavat-saat nominal kapasiteye sahip-

two million watt-hours.

iki milyon vat-saat.

That's enough energy

Bu miktarda enerji

to meet the daily electrical needs

200 Amerikan hanesinin

of 200 American households.

günlük elektrik ihtiyacını karşılamak için yeterli.

So here you have it, grid-level storage:

İşte artık şebeke seviyesi depolamaya sahipsiniz:

silent, emissions-free,

Sessiz, emisyonsuz,

no moving parts,

hareketli parçaları yok,

remotely controlled,

uzaktan kontrollü,

designed to the market price point

sübvansiyon olmaksızın

without subsidy.

pazar fiyatlarına göre tasarlandı.

So what have we learned from all this?

Evet, şimdi bütün bunlardan ne öğrendik?

(Applause)

(Alkış)

So what have we learned from all this?

Evet, şimdi bütün bunlardan ne öğrendik?

Let me share with you

Sizinle bazı sürprizleri ve olağan dışı

some of the surprises, the heterodoxies.

durumları paylaşmama izin verin.

They lie beyond the visible.

Görünenin ardındakileri.

Temperature:

Sıcaklık:

Conventional wisdom says set it low,

Geleneksel bilim düşük sıcaklık öneriyor,

at or near room temperature,

oda sıcaklığını veya yakınlarını

and then install a control system to keep it there.

ve sıcaklığı korumak için bir kontrol sistemi kurmayı.

Avoid thermal runaway.

Isıl kaçaklarını engelle.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

Sıvı metal batarya yüksek sıcaklıklarda çalışmak üzere tasarlandı,

with minimum regulation.

en az ayarlama ile.

Our battery can handle the very high temperature rises

Bizim bataryamız akım dalgalanmalarından kaynaklanan

that come from current surges.

çok yüksek sıcaklıklarla baş edebilir.

Scaling: Conventional wisdom says

Ölçeklendirme: Geleneksel akıl der ki;

reduce cost by producing many.

çok üreterek maliyeti düşür.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

Sıvı metal bataryalar az üretilerek maliyeti düşürmek

by producing fewer, but they'll be larger.

üzere tasarlandı, ama daha büyük olacaklar.

And finally, human resources:

Ve son olarak, insan kaynakları:

Conventional wisdom says

Geleneksel akıl der ki;

hire battery experts,

batarya uzmanlarını işe al,

seasoned professionals,

deneyimli profesyonelleri,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

geniş tecrübeleri ve bilgilerinden faydalanabilecek insanları.

To develop liquid metal battery,

Sıvı metal bataryayı geliştirmek için

I hired students and post-docs and mentored them.

öğrencileri ve doktora sonrası araştırmacıları işe aldım ve onlara danışmanlık yaptım.

In a battery,

Bir bataryada,

I strive to maximize electrical potential;

elektriksel potansiyeli maksimize etmek için didindim;

when mentoring,

danışmanlık yaparken,

I strive to maximize human potential.

insan potansiyelini maksimize etmek için didindim.

So you see,

Görüyorsunuz ki,

sıvı metal bataryanın hikâyesi

the liquid metal battery story

bir teknoloji icat etmekten

is more than an account

daha fazlası,

of inventing technology,

bu bir

it's a blueprint

mucit yetiştirme planı,

for inventing inventors, full-spectrum.

tam spektrum.

(Applause)

(Alkış)