Oras-oras baterijos užtikrina didesnį nei 1 km atstumą. Defektas? Jie yra vienkartiniai.

Prieš kelias dienas palietėme „išradingąjį inžinierių“, „aštuonių vaikų tėvą“, „karinio jūrų laivyno veteraną“, kuris „išrado baterijas, kuriose naudojamas aliuminis ir paslaptingas elektrolitas“. Mums pasirodė, kad temos plėtra nėra labai patikima – taip pat dėka šaltinio „Daily Mail“, tačiau problemą reikia papildyti. Jei britai turėjo reikalų su aliuminio-oro baterijomis, tai jie... tikrai egzistuoja ir tikrai gali pasiūlyti tūkstančių kilometrų atstumą.

„Daily Mail“ apibūdintas išradėjas, „aštuonių vaikų tėvas“, buvo pristatytas kaip žmogus, sukūręs ką nors visiškai naujo (netoksišką elektrolitą) ir jau derasi dėl savo idėjos pardavimo. Tuo tarpu aliuminio-oro elementų tema buvo plėtojama keletą metų.

Bet pradėkime nuo pat pradžių:

Turinys

• Aliuminio oro baterijos – gyvenkite greitai, mirkite jaunai
  • Tesla Model 3 Long Range su 1+ km galios rezervu? Gali būti padaryta
  • Alcoa ir Phinergy aliuminio/oro akumuliatoriai – dar vienkartiniai, bet gerai apgalvoti
  • Santrauka arba kodėl kritikavome „Daily Mail“.

Aliuminio-oro baterijose naudojama aliuminio reakcija su deguonimi ir vandens molekulėmis. Vykstant cheminei reakcijai (formules galima rasti Vikipedijoje) susidaro aliuminio hidroksidas, o galiausiai metalas susijungia su deguonimi ir susidaro aliuminio oksidas. Įtampa gana greitai krenta, o kai sureaguoja visas metalas, elementas nustoja veikti. Skirtingai nuo ličio jonų baterijų, Oras-oras elementų negalima įkrauti arba pakartotinai naudoti..

Jie yra vienkartiniai.

Taip, tai yra problema, tačiau ląstelės turi vieną labai svarbią savybę: gigantiškas sukauptos energijos tankis masės atžvilgiu... Tai sudaro 8 kWh / kg. Tuo tarpu dabartinis geriausių ličio jonų elementų lygis yra 0,3 kWh / kg.

Tesla Model 3 Long Range su 1+ km galios rezervu? Gali būti padaryta

Pažvelkime į šiuos skaičius: 0,3 kWh/kg geriausiems šiuolaikiniams ličio elementams ir 8 kWh/kg aliuminio elementams. litis yra beveik 27 kartus blogesnis! Net jei atsižvelgsime į tai, kad eksperimentuose aliuminio-oro baterijos pasiekė „tik“ 1,3 kWh / kg (šaltinis) tankį, tai vis tiek yra daugiau nei keturis kartus geriau nei ličio elementų!

Taigi jums nereikia būti puikiu skaičiuotuvu, kad tai išsiaiškintumėte su Al-air Tesla Model 3 Long Range akumuliatoriumi jis pasieks beveik 1 km, o ne dabar 730 km ličio jonų.... Tai ne ką mažiau nei Varšuva į Romą ir mažiau nei Varšuva iki Paryžiaus, Ženevos ar Londono!

Deja, su ličio jonų elementais, nuvažiavę 500 kilometrų su Tesla, prijungiame prie įkroviklio automobilio pasiūlytam laikui ir judame toliau. Naudojant Al-air elementus, vairuotojas turės vykti į stotį, kur reikės pakeisti bateriją. Arba atskiri jo moduliai.

Ir nors aliuminis kaip elementas yra pigus, kiekvieną kartą virti elementą nuo nulio efektyviai panaikina aukštesnių diapazonų naudą. Aliuminio korozija taip pat yra problema, kuri kyla net nenaudojant akumuliatoriaus, tačiau ši problema buvo išspręsta laikant elektrolitą atskirame inde ir pumpuojant, kai reikalingas aliuminio-oro akumuliatorius.

Phinergy sugalvojo tai:

Alcoa ir Phinergy aliuminio/oro akumuliatoriai – dar vienkartiniai, bet gerai apgalvoti

Oro baterijos yra paruoštos naudoti komercinis Na, jie netgi naudojami kariniams tikslams. Juos sukūrė „Alcoa“ bendradarbiaudama su „Phinergy“. Šiose sistemose elektrolitas yra atskiroje talpykloje, o atskiros ląstelės yra plokštelės (kasetės), įdėtos į jų skyrius iš viršaus. Atrodo:

Izraelio kompanijos Alcoa lėktuvo baterija (aliuminis-oras). Atkreipkite dėmesį į Alcoa elektrolito siurblio šone esantį vamzdelį (c)

Akumuliatorius paleidžiamas pumpuojant elektrolitą per vamzdelius (tikriausiai dėl gravitacijos, nes akumuliatorius veikia kaip atsarginis). Norėdami įkrauti akumuliatorių, iš akumuliatoriaus išimkite naudotas kasetes ir įdėkite naujas.

Taigi mašinos savininkas pasiims sunkią sistemą, kad prireikus vieną dieną ja pasinaudotų. O iškilus poreikiui įkrauti automobilį turi pakeisti atitinkamą kvalifikaciją turintis asmuo.

Lyginant su ličio jonų elementais, aliuminio-oro elementų pranašumai yra mažesnės gamybos sąnaudos, nereikia kobalto ir mažesnės anglies dvideginio emisijos gamybos metu. Trūkumas yra vienkartinis naudojimas ir būtinybė perdirbti panaudotas kasetes:

Santrauka arba kodėl kritikavome „Daily Mail“.

Aliuminio-oro kuro elementai (Al-air) jau egzistuoja, kartais naudojami ir per pastaruosius dešimt metų buvo gana intensyviai dirbami. Tačiau dėl didėjančio ličio jonų elementų energijos tankio ir galimybės juos pakartotinai įkrauti, tema nublanko – ypač automobilių pramonėje, kur reguliariai keisti milijonus baterijų yra svaiginanti užduotis..

Įtariame, kad „Daily Mail“ aprašytas išradėjas greičiausiai nieko nesugalvojo, o pats sukonstravo aliuminio-oro elementą. Jei, kaip jis aprašo, demonstracijose jis gėrė elektrolitą, jis turėjo naudoti gryną vandenį šiam tikslui:

> Aštuonių vaikų tėvas išrado 2 km bateriją? Mmm, taip, bet ne 🙂 [Daily Mail]

Didžiausia aliuminio-oro baterijų problema yra ne ta, kad jų nėra – jos egzistuoja. Jų problema yra vienkartinės išlaidos ir didelės pakeitimo išlaidos. Investuojant į tokį elementą, lyginant su ličio jonų akumuliatoriais, anksčiau ar vėliau neteks ekonominė prasmė, nes „įkrovimui“ reikia apsilankyti dirbtuvėse ir kvalifikuoto darbuotojo.

Lenkijoje yra apie 22 mln. Lenkijos centrinės statistikos tarnybos (GUS) duomenimis, per metus vidutiniškai nuvažiuojame 12,1 tūkst. Taigi, jei manytume, kad aliuminio-oro akumuliatoriai bus keičiami vidutiniškai kas 1 kilometrą (supaprastintam skaičiavimui), kiekvienas iš šių automobilių garaže turėtų apsilankyti po 210 kartų per metus. Kiekvienas iš šių automobilių garaže lankydavosi vidutiniškai kas 10 dienų.

KIEKVIENĄ DIENĄ akumuliatorių laukia 603 automobiliai., taip pat sekmadieniais! Bet tokiam pakeitimui reikia elektrolito išsiurbimo, modulių keitimo, visa tai patikrinimo. Kažkas taip pat turės surinkti šiuos panaudotus modulius iš visos šalies, kad vėliau galėtų juos apdoroti.

Ar dabar supranti, iš kur kilo mūsų kritika?

Redakcinė pastaba www.elektrowoz.pl: minėtame „Daily Mail“ straipsnyje teigiama, kad tai yra „kuro elementas“, o ne „baterija“. Tačiau, tiesą sakant, reikia pridurti, kad „kuro elementai „patenka į „akumuliatoriaus“ apibrėžimą, galiojantį Lenkijoje. (žr., pavyzdžiui, ČIA). Tačiau nors aliuminio-oro akumuliatorių galima (ir turėtų) vadinti kuro elementu, ličio jonų akumuliatoriaus taip pavadinti negalima.

Kuro elementas veikia iš išorės tiekiamų medžiagų, dažnai įskaitant deguonį, principu, kuris reaguoja su kitu elementu, sudarydamas junginį ir išskiria energiją. Taigi oksidacijos reakcija yra lėtesnė nei degimo, bet greitesnė nei įprasta korozija. Norint pakeisti procesą, dažnai reikia visiškai kitokio tipo įrenginio.

Kita vertus, ličio jonų akumuliatoriuje jonai juda tarp elektrodų, todėl nevyksta oksidacija.

2 pastaba prie www.elektrowoz.pl leidimo: paantraštė „gyvenk intensyviai, mirk jaunas“ paimta iš vieno iš šios temos studijų. Mums tai patinka, nes aprašoma aliuminio oro elementų specifika.

Tai gali jus sudominti: