Baterije zrak-zrak zagotavljajo doseg več kot 1 km. Napaka? So za enkratno uporabo.

Pred dnevi smo se dotaknili "iznajdljivega inženirja", "očeta osmih otrok", "veterana mornarice", ki je "izumil baterije, ki so uporabljale aluminij in skrivnostni elektrolit". Ugotovili smo, da razvoj teme ni preveč zanesljiv - tudi po zaslugi vira, Daily Maila -, vendar je treba problem dopolniti. Če bi se Britanci ukvarjali z aluminijsko-zračnimi baterijami, potem ... res obstajajo in res lahko ponudijo doseg na tisoče kilometrov.

Izumitelj, ki ga Daily Mail opisuje kot "oče osmih otrok", je bil predstavljen kot nekdo, ki je ustvaril nekaj povsem novega (nestrupen elektrolit) in se že pogovarja o prodaji svoje ideje. Medtem se tema aluminij-zračnih celic razvija že nekaj let.

Ampak začnimo od samega začetka:

Kazalo

• Aluminijaste zračne baterije - Živi hitro, umri mlad
  • Tesla Model 3 Long Range z rezervo moči 1+ km? Lahko se naredi
  • Alcoa in Phinergy aluminijaste/zračne baterije – še vedno za enkratno uporabo, vendar dobro premišljene
  • Povzetek ali zakaj smo kritizirali Daily Mail

Aluminij-zračne baterije uporabljajo reakcijo aluminija s kisikom in molekulami vode. Pri kemični reakciji (formule najdete na Wikipediji) nastane aluminijev hidroksid in sčasoma se kovina veže s kisikom in tvori aluminijev oksid. Napetost pade precej hitro, in ko je vsa kovina reagirala, celica preneha delovati. Za razliko od litij-ionskih baterij, Celic zrak-zrak ni mogoče napolniti ali ponovno uporabiti..

So za enkratno uporabo.

Da, to je težava, vendar imajo celice eno zelo pomembno lastnost: velikanska gostota shranjene energije glede na maso... To znaša 8 kWh/kg. Medtem je trenutna raven najboljših litij-ionskih celic 0,3 kWh / kg.

Tesla Model 3 Long Range z rezervo moči 1+ km? Lahko se naredi

Poglejmo te številke: 0,3 kWh/kg za najboljše sodobne litijeve celice v primerjavi z 8 kWh/kg za aluminijaste celice - litij je skoraj 27-krat slabši! Tudi če upoštevamo, da so v poskusih aluminij-zračne baterije dosegle gostoto »le« 1,3 kWh/kg (vir), je to še vedno več kot štirikrat bolje kot pri litijevih celicah!

Torej vam ni treba biti odličen kalkulator, da to ugotovite z Al-air Tesla Model 3 Long Range baterijo bo dosegel skoraj 1 km z baterijo namesto trenutnih 730 km za litij-ionsko... Ni veliko manj kot Varšava do Rima in manj kot Varšava do Pariza, Ženeve ali Londona!

Žal ga pri litij-ionskih celicah po 500 prevoženih kilometrih s Teslo priklopimo na polnilnik za čas, ki ga predlaga avto in gremo naprej. Pri uporabi celic Al-air bo moral voznik iti na postajo, kjer bo treba zamenjati baterijo. Ali njegovih posameznih modulov.

In čeprav je aluminij poceni kot element, je treba element vsakič kuhati iz nič, kar učinkovito izniči dobičke iz višjih razponov. Korozija aluminija je tudi težava, ki se pojavi tudi, ko baterija ni v uporabi, vendar smo to težavo rešili tako, da smo elektrolit hranili v ločeni posodi in ga črpali, ko je potrebna aluminij-zračna baterija.

Finergy je prišel do tega:

Alcoa in Phinergy aluminijaste/zračne baterije – še vedno za enkratno uporabo, vendar dobro premišljene

Zračne baterije so pripravljene za uporabo komercialni no, uporabljajo se celo v vojaških aplikacijah. Ustvaril jih je Alcoa v sodelovanju s Phinergijo. V teh sistemih je elektrolit v ločeni posodi, posamezne celice pa so plošče (kartuše), vstavljene v svoje predelke od zgoraj. Izgleda:

Letalska baterija (aluminij-zrak) izraelskega podjetja Alcoa. Upoštevajte cev na strani črpalke za elektrolit Alcoa (c)

Akumulator se zažene s črpanjem elektrolita skozi cevi (verjetno z gravitacijo, saj baterija deluje kot rezerva). Za polnjenje baterije odstranite rabljene kartuše iz baterije in vstavite nove.

Tako bo lastnik stroja težki sistem vzel s seboj, da ga bo nekega dne po potrebi uporabil. In ko se pojavi potreba po polnjenju, mora avto zamenjati oseba z ustreznimi kvalifikacijami.

V primerjavi z litij-ionskimi celicami so prednosti aluminij-zračnih celic nižji proizvodni stroški, ni potrebe po kobaltu in zmanjšane emisije ogljikovega dioksida med proizvodnjo. Pomanjkljivost je enkratna uporaba in potreba po recikliranju rabljenih kartuš:

Povzetek ali zakaj smo kritizirali Daily Mail

Aluminij-zračne gorivne celice (Al-zrak) že obstajajo, včasih se uporabljajo in se z njimi precej intenzivno ukvarjajo v zadnjih desetih letih. Vendar pa je zaradi naraščajoče energijske gostote litij-ionskih celic in možnosti njihovega večkratnega polnjenja tema zbledela - predvsem v avtomobilski industriji, kjer je redna menjava milijonov baterij vrtoglava naloga..

Sumimo, da izumitelj, ki ga opisuje Daily Mail, verjetno ni izumil ničesar, ampak je aluminij-zračno celico izdelal sam. Če je, kot opisuje, v demonstracijah pil elektrolit, je moral v ta namen uporabiti čisto vodo:

> Oče osmih otrok je izumil 2 km baterijo? Mmm, da, ampak ne 🙂 [Daily Mail]

Največja težava z aluminijasto-zračnimi baterijami ni v tem, da ne obstajajo – obstajajo. Težava pri njih so enkratni stroški in visoki stroški zamenjave. Investicija v takšno celico bo prej ali slej izgubila ekonomsko smiselnost v primerjavi z litij-ionskimi baterijami, saj “polnjenje” zahteva obisk delavnice in usposobljenega delavca.

Na Poljskem je približno 22 milijonov avtomobilov. Po podatkih osrednjega statističnega urada Poljske (GUS) prevozimo povprečno 12,1 tisoč kilometrov na leto. Če torej predpostavimo, da se bodo aluminij-zračne baterije zamenjale v povprečju na vsak kilometer (za poenostavljen izračun), bi moral vsak od teh avtomobilov obiskati garažo 1-krat na leto. Vsak od teh avtomobilov je v povprečju obiskal garažo vsakih 210 dni.

603 avtomobili čakajo na baterije VSAK DAN., tudi ob nedeljah! Toda takšna zamenjava zahteva sesanje elektrolita, zamenjavo modulov, preverjanje vsega tega. Nekdo bo moral tudi te rabljene module zbrati iz vse države, da jih bo kasneje obdelal.

Zdaj razumete, od kod prihajajo naše kritike?

Opomba uredništva www.elektrowoz.pl: Zgoraj omenjeni članek Daily Maila navaja, da je to "gorivna celica" in ne "baterija". Vendar, če sem iskren, je treba dodati, da "gorivne celice "sodijo pod definicijo" akumulator ", ki velja na Poljskem. (glej npr. TUKAJ). Medtem ko lahko aluminijevo-zračno baterijo (in bi se morala) imenovati gorivna celica, litij-ionske baterije tako ne moremo imenovati.

Gorivna celica deluje na principu zunanjih substanc, pogosto vključno s kisikom, ki reagira z drugim elementom, da tvori spojino in sprosti energijo. Tako je reakcija oksidacije počasnejša od zgorevanja, vendar hitrejša od običajne korozije. Če želite obrniti postopek, je pogosto potrebna popolnoma drugačna vrsta naprave.

Po drugi strani pa se v litij-ionski bateriji ioni premikajo med elektrodami, tako da ni oksidacije.

Opomba 2 k izdaji www.elektrowoz.pl: podnaslov »živi intenzivno, umri mlad« je vzet iz ene od študij na to temo. To nam je všeč, ker opisuje posebnosti aluminijastih zračnih celic.

To vas lahko zanima: