Батериите воздух-воздух обезбедуваат опсег од повеќе од 1 km. Дефект? Тие се за еднократна употреба.

Пред неколку дена го допревме „инвентивниот инженер“, „таткото на осум деца“, „морнаричкиот ветеран“ кој „измислил батерии кои користеле алуминиум и мистериозен електролит“. Откривме дека развојот на темата не е многу сигурен - исто така благодарение на изворот, Дејли Меил - но проблемот треба да се дополни. Ако Британците се занимаваа со алуминиумско-воздушни батерии, тогаш тие ... навистина постојат и навистина можат да понудат опсег од илјадници километри.

Пронаоѓачот, опишан од Дејли Мејл, „таткото на осум деца“, беше претставен како некој кој создал нешто сосема ново (нетоксичен електролит) и веќе е во преговори да ја продаде својата идеја. Во меѓувреме, темата за алуминиумско-воздушни ќелии се развива веќе неколку години.

Но, да почнеме од самиот почеток:

Содржина

• Алуминиумски воздушни батерии - Живејте брзо, умрете млади
  • Tesla Model 3 Long Range со резерва на моќност од 1+ km? Може да се направи
  • Алуминиумски/воздушни батерии Alcoa и Phinergy - сè уште за еднократна употреба, но добро осмислени
  • Резиме или зошто го критикувавме Дејли Меил

Алуминиумско-воздушните батерии користат реакција на алуминиум со молекули на кислород и вода. Во хемиска реакција (формулите може да се најдат на Википедија), се формира алуминиум хидроксид и на крајот металот се поврзува со кислородот за да формира алумина. Напонот паѓа прилично брзо, и кога целиот метал реагира, ќелијата престанува да работи. За разлика од литиум-јонските батерии, Ќелиите воздух-воздух не може да се полнат или повторно да се користат..

Тие се за еднократна употреба.

Да, ова е проблем, но ќелиите имаат една многу важна карактеристика: гигантска густина на складирана енергија во однос на масата... Ова изнесува 8 kWh / kg. Во меѓувреме, сегашното ниво на најдобрите литиум-јонски ќелии е 0,3 kWh / kg.

Tesla Model 3 Long Range со резерва на моќност од 1+ km? Може да се направи

Ајде да ги погледнеме овие бројки: 0,3 kWh/kg за најдобрите модерни литиумски ќелии наспроти 8 kWh/kg за алуминиумски ќелии - литиумот е речиси 27 пати полош! Дури и ако се земе предвид дека во експериментите, алуминиумско-воздушните батерии достигнаа густина од „само“ 1,3 kWh / kg (извор), ова е сепак повеќе од четири пати подобро од онаа на литиумските ќелии!

Значи, не треба да сте одличен калкулатор за да го сфатите тоа со батерија Al-air Tesla Model 3 со долг домет ќе достигне речиси 1 км со батерија наместо сегашните 730 км за литиум-јонски... Не е многу помалку од Варшава до Рим, а помалку од Варшава до Париз, Женева или Лондон!

За жал, со литиум-јонски ќелии, откако ќе извозиме 500 километри со Tesla, го поврзуваме со полначот за времето предложено од автомобилот и продолжуваме понатаму. Кога користите ќелии Al-air, возачот ќе мора да оди на станица каде што батеријата ќе треба да се замени. Или неговите индивидуални модули.

И додека алуминиумот е евтин како елемент, мора да се готви елементот од нула секој пат ефикасно да ги негира придобивките од повисоките опсези. Корозијата на алуминиумот е исто така проблем што се јавува дури и кога батеријата не се користи, но овој проблем е решен со чување на електролитот во посебен сад и пумпање кога е потребна алуминиумско-воздушна батерија.

Финерџи го смисли ова:

Алуминиумски/воздушни батерии Alcoa и Phinergy - сè уште за еднократна употреба, но добро осмислени

Воздушните батерии се подготвени за употреба комерцијални Па, тие се користат дури и во воени апликации. Тие беа создадени од Alcoa во партнерство со Phinergy. Во овие системи, електролитот е во посебен сад, а поединечните ќелии се плочи (касети) вметнати во нивните прегради одозгора. Изгледа како:

Авионска батерија (алуминиум-воздух) на израелската компанија Alcoa. Забележете ја цевката од страната на електролитната пумпа Alcoa (в)

Батеријата се стартува со пумпање на електролит низ цевките (најверојатно со гравитација, бидејќи батеријата делува како резервна копија). За полнење на батеријата, ги отстранувате искористените касети од батеријата и ставате нови.

Така, сопственикот на машината ќе го земе со себе тешкиот систем за да го користи еден ден доколку е потребно. И кога ќе се појави потреба за полнење, автомобилот мора да биде заменет од лице со соодветни квалификации.

Во споредба со литиум-јонските ќелии, предностите на алуминиум-воздушните ќелии се пониски трошоци за производство, нема потреба од кобалт и намалени емисии на јаглерод диоксид за време на производството. Недостаток е еднократната употреба и потребата за рециклирање на искористените касети:

Резиме или зошто го критикувавме Дејли Меил

Горивните ќелии од алуминиум-воздух (Al-air) веќе постојат, понекогаш се користат и на нив се работи доста интензивно во последните десетина години. Сепак, поради зголемената енергетска густина на литиум-јонските ќелии и можноста за нивно повторно полнење, темата избледе - особено во автомобилската индустрија, каде што редовното менување на милиони батерии е вртоглава задача..

Се сомневаме дека пронаоѓачот опишан од Daily Mail веројатно не измислил ништо, туку сам ја конструирал ќелијата од алуминиум-воздух. Ако, како што опишува, пиел електролит на демонстрации, сигурно користел чиста вода за оваа намена:

> Таткото на осум деца ја измислил батеријата од 2 километри? Ммм, да, но не 🙂 [Дејли Меил]

Најголемиот проблем со алуминиумско-воздушните батерии не е што тие не постојат - тие постојат. Проблемот со нив се еднократните трошоци и високите трошоци за замена. Инвестирањето во таква ќелија порано или подоцна ќе ја изгуби економската смисла во споредба со литиум-јонските батерии, бидејќи за „полнење“ потребна е посета на работилницата и квалификуван работник.

Во Полска има околу 22 милиони автомобили. Според Централниот завод за статистика на Полска (ГУС), возиме во просек 12,1 илјади километри годишно. Значи, ако претпоставиме дека алуминиумско-воздушните батерии ќе се менуваат во просек на секои 1 километар (за поедноставена пресметка), секој од овие автомобили би морал да ја посетува гаражата 210 пати годишно. Секој од овие автомобили во просек ја посетувал гаражата на секои 10 дена.

СЕКОЈ ДЕН 603 коли чекаат батерии., исто така и во недела! Но, таквата замена бара вшмукување на електролит, замена на модули, проверка на сето ова. Некој ќе мора да ги собере и овие искористени модули од целата земја за да ги обработи подоцна.

Сега разбирате од каде ни дојде критиката?

Уредничка белешка www.elektrowoz.pl: Во гореспоменатата статија на Дејли Меил се наведува дека ова е „горивни ќелии“, а не „батерија“. Сепак, да бидам искрен, треба да се додаде дека „горивни ќелии „потпаѓаат под дефиницијата „акумулатор“ што важи во Полска. (види, на пример, ТУКА). Меѓутоа, додека алуминиумско-воздушната батерија може (и треба) да се нарече горивни ќелии, литиум-јонската батерија не може да се нарече така.

Горивната ќелија работи на принципот на супстанци кои се снабдуваат однадвор, често вклучувајќи кислород, кој реагира со друг елемент за да формира соединение и да ослободува енергија. Така, реакцијата на оксидација е побавна од согорувањето, но побрза од нормалната корозија. За да се смени процесот, често е потребен сосема поинаков тип на уред.

Од друга страна, во литиум-јонска батерија, јоните се движат помеѓу електродите, така што нема оксидација.

Забелешка 2 на изданието www.elektrowoz.pl: поднасловот „живеј интензивно, умри млад“ е преземен од една од студиите на оваа тема. Ова ни се допаѓа бидејќи ги опишува спецификите на алуминиумските воздушни ќелии.

Ова може да ве интересира: