Baterije zrak-zrak pružaju domet veći od 1 km. Mana? Jednokratne su.
sadržaj
Prije nekoliko dana dotakli smo se "inventivnog inženjera", "oca osmero djece", "veterana mornarice" koji je "izumio baterije koje su koristile aluminij i misteriozni elektrolit". Smatramo da razvoj teme nije baš pouzdan - također zahvaljujući izvoru, Daily Mailu - ali problem treba dopuniti. Ako su Britanci imali posla s aluminijsko-zračnim baterijama, onda one ... stvarno postoje i stvarno mogu ponuditi domet od tisuća kilometara.
Izumitelj, kojeg je Daily Mail opisao, "otac osmero djece", predstavljen je kao netko tko je stvorio nešto potpuno novo (netoksični elektrolit) i već je u pregovorima o prodaji svoje ideje. U međuvremenu, tema aluminij-zračnih ćelija se razvija već nekoliko godina.
Ali krenimo od samog početka:
pregled sadržaja
- Aluminijske zračne baterije - živi brzo, umri mlad
- Tesla Model 3 Long Range sa rezervom snage od 1+ km? Može biti učinjeno
- Alcoa i Phinergy aluminijske/zračne baterije - još uvijek za jednokratnu upotrebu, ali dobro osmišljene
- Sažetak ili zašto smo kritizirali Daily Mail
Aluminij-zračne baterije koriste reakciju aluminija s kisikom i molekulama vode. U kemijskoj reakciji (formule se mogu naći na Wikipediji) nastaje aluminijev hidroksid, a na kraju se metal veže s kisikom i tvori aluminij. Napon prilično brzo pada, a kada sav metal reagira, ćelija prestaje raditi. Za razliku od litij-ionskih baterija, Ćelije zrak-zrak ne mogu se puniti ili ponovno koristiti..
Jednokratne su.
Da, ovo je problem, ali stanice imaju jednu vrlo važnu značajku: gigantska gustoća pohranjene energije u odnosu na masu... To iznosi 8 kWh/kg. U međuvremenu, trenutna razina najboljih litij-ionskih ćelija je 0,3 kWh/kg.
Tesla Model 3 Long Range sa rezervom snage od 1+ km? Može biti učinjeno
Pogledajmo ove brojke: 0,3 kWh/kg za najbolje moderne litijeve ćelije naspram 8 kWh/kg za aluminijske ćelije - litij je gotovo 27 puta lošiji! Čak i ako uzmemo u obzir da su u eksperimentima aluminijsko-zračne baterije dostizale gustoću od "samo" 1,3 kWh/kg (izvor), to je ipak više od četiri puta bolje od litijevih ćelija!
Dakle, ne morate biti izvrstan kalkulator da biste to shvatili s Al-air Tesla Model 3 Long Range baterijom dostići će gotovo 1 km na bateriju umjesto sadašnjih 730 km za litij-ionsku... Nije puno manje od Varšave do Rima, a manje od Varšave do Pariza, Ženeve ili Londona!
Nažalost, s litij-ionskim ćelijama, nakon 500 kilometara vožnje s Teslom, spojimo ga na punjač na vrijeme koje sugerira auto i idemo dalje. Kada koristite Al-air ćelije, vozač će morati otići do stanice gdje će morati zamijeniti bateriju. Ili njegovi pojedinačni moduli.
I dok je aluminij jeftin kao element, potreba za kuhanjem elementa svaki put od nule učinkovito negira dobitke iz viših raspona. Korozija aluminija je također problem koji se javlja čak i kada se baterija ne koristi, no ovaj problem je riješen držanjem elektrolita u posebnoj posudi i pumpanjem kada je potrebna aluminijsko-zračna baterija.
Phinergy je smislio ovo:
Alcoa i Phinergy aluminijske/zračne baterije - još uvijek za jednokratnu upotrebu, ali dobro osmišljene
Zračne baterije su spremne za korištenje trgovački pa, čak se koriste u vojnim primjenama. Stvorila ih je Alcoa u partnerstvu s tvrtkom Phinergi. U tim sustavima elektrolit se nalazi u zasebnom spremniku, a pojedinačne ćelije su ploče (patrone) umetnute u svoje odjeljke odozgo. Izgleda kao:
Baterija zrakoplova (aluminij-zrak) izraelske tvrtke Alcoa. Obratite pažnju na cijev sa strane Alcoa elektrolitne pumpe (c)
Baterija se pokreće pumpanjem elektrolita kroz cijevi (vjerojatno gravitacijom, budući da baterija služi kao rezerva). Za punjenje baterije izvadite rabljene uloške iz baterije i umetnete nove.
Tako će vlasnik stroja ponijeti teški sustav sa sobom da ga jednog dana koristi ako bude potrebno. A kada se ukaže potreba za punjenjem, automobil mora zamijeniti osoba s odgovarajućim kvalifikacijama.
U usporedbi s litij-ionskim ćelijama, prednosti aluminij-zračnih ćelija su niži troškovi proizvodnje, nema potrebe za kobaltom i smanjene emisije ugljičnog dioksida tijekom proizvodnje. Nedostatak je jednokratna uporaba i potreba za recikliranjem iskorištenih patrona:
Sažetak ili zašto smo kritizirali Daily Mail
Gorivne ćelije aluminij-zrak (Al-zrak) već postoje, povremeno se koriste i na njima se dosta intenzivno radi zadnjih desetak godina. No, zbog sve veće gustoće energije litij-ionskih ćelija i mogućnosti njihovog ponovnog punjenja, tema je izblijedila - posebno u automobilskoj industriji, gdje je redovita zamjena milijuna baterija vrtoglav zadatak..
Sumnjamo da izumitelj koji opisuje Daily Mail vjerojatno nije ništa izmislio, već je sam konstruirao aluminijsko-zračnu ćeliju. Ako je, kako opisuje, pio elektrolit u demonstracijama, mora da je u tu svrhu koristio čistu vodu:
> Otac osmero djece izumio bateriju od 2 km? Mmm, da, ali ne 🙂 [Daily Mail]
Najveći problem s aluminijsko-zračnim baterijama nije to što ne postoje – one postoje. Problem kod njih su jednokratni troškovi i visoki troškovi zamjene. Ulaganje u takvu ćeliju prije ili kasnije gubi ekonomski smisao u usporedbi s litij-ionskim baterijama, jer za “punjenje” je potreban odlazak u radionicu i kvalificirani radnik.
U Poljskoj ima oko 22 milijuna automobila. Prema podacima Središnjeg statističkog ureda Poljske (GUS), u prosjeku vozimo 12,1 tisuću kilometara godišnje. Dakle, ako pretpostavimo da će se aluminijsko-zračne baterije mijenjati u prosjeku svaki kilometar (za pojednostavljeni izračun), svaki od ovih automobila morao bi posjetiti garažu 1 puta godišnje. Svaki od ovih automobila u prosjeku je posjećivao garažu svakih 210 dana.
SVAKI DAN na baterije čekaju 603 automobila., također nedjeljom! Ali takva zamjena zahtijeva usis elektrolita, zamjenu modula, provjeru svega toga. Netko će također morati prikupiti te korištene module iz cijele zemlje kako bi ih kasnije obradio.
Shvaćate li sada otkud naša kritika?
Napomena uredništva www.elektrowoz.pl: Gore spomenuti članak Daily Maila navodi da je ovo "gorivna ćelija", a ne "baterija". No, iskreno govoreći, treba dodati da “gorivne ćelije "potpadaju pod definiciju" akumulator "koja vrijedi u Poljskoj. (vidi npr. OVDJE). Međutim, dok se aluminijsko-zračna baterija može (i trebala bi) nazvati gorivnom ćelijom, litij-ionska baterija se ne može tako nazvati.
Goriva ćelija radi na principu vanjskih tvari, često uključujući kisik, koji reagira s drugim elementom kako bi tvorio spoj i oslobađao energiju. Dakle, reakcija oksidacije je sporija od izgaranja, ali brža od normalne korozije. Za obrnuti proces često je potrebna potpuno drugačija vrsta uređaja.
S druge strane, u litij-ionskoj bateriji ioni se kreću između elektroda, pa nema oksidacije.
Napomena 2 za izdanje www.elektrowoz.pl: podnaslov “živi intenzivno, umri mlad” preuzet je iz jedne od studija na ovu temu. Ovo nam se sviđa jer opisuje specifičnosti aluminijskih zračnih ćelija.
Ovo bi vas moglo zanimati:
