A levegő-levegő akkumulátorok több mint 1 km-es hatótávolságot biztosítanak. Disszidál? Eldobhatóak.

Néhány nappal ezelőtt érintettük a "leleményes mérnököt", "nyolc gyermek apját", "haditengerészeti veteránt", aki "feltalálta az alumíniumot és egy titokzatos elektrolitot használó akkumulátorokat". A téma kidolgozását nem találtuk túl megbízhatónak - a forrásnak, a Daily Mailnek is köszönhetően -, de a probléma kiegészítésre szorul. Ha a britek alumínium-levegő akkumulátorokkal foglalkoztak, akkor azok... valóban léteznek, és valóban több ezer kilométeres hatótávolságot tudnak kínálni.

A Daily Mail által leírt feltalálót, "nyolc gyermek apját" úgy mutatták be, mint aki valami teljesen újat alkotott (egy nem mérgező elektrolitot), és már tárgyalásokat folytat ötletének eladásáról. Eközben az alumínium-levegő cellák témája több éve fejlődött.

De kezdjük a legelejéről:

tartalomjegyzék

• Alumínium légakkumulátorok – Éljen gyorsan, haljon meg fiatalon
  • Tesla Model 3 Long Range 1+ km teljesítménytartalékkal? Lehetséges
  • Alcoa és Phinergy alumínium/levegő akkumulátorok - még eldobható, de jól átgondolt
  • Összegzés avagy miért kritizáltuk a Daily Mail-t

Az alumínium-levegő akkumulátorok az alumínium reakcióját használják oxigénnel és vízmolekulákkal. Egy kémiai reakció során (a képletek megtalálhatók a Wikipédián) alumínium-hidroxid képződik, és végül a fém oxigénnel kötődve alumínium-oxidot képez. A feszültség meglehetősen gyorsan csökken, és amikor az összes fém reagált, a cella leáll. A lítium-ion akkumulátorokkal ellentétben A levegő-levegő cellákat nem lehet újratölteni vagy újra felhasználni..

Eldobhatóak.

Igen, ez probléma, de a sejteknek van egy nagyon fontos tulajdonsága: a tárolt energia tömeghez viszonyított gigantikus sűrűsége... Ez 8 kWh/kg. Eközben a legjobb lítium-ion cellák jelenlegi szintje 0,3 kWh / kg.

Tesla Model 3 Long Range 1+ km teljesítménytartalékkal? Lehetséges

Nézzük ezeket a számokat: 0,3 kWh/kg a legjobb modern lítiumcelláknál, míg 8 kWh/kg az alumíniumelemeknél - a lítium csaknem 27-szer rosszabb! Még ha figyelembe vesszük is, hogy a kísérletekben az alumínium-levegő akkumulátorok „csak” 1,3 kWh/kg sűrűséget értek el (forrás), ez még mindig több mint négyszer jobb, mint a lítium celláké!

Tehát nem kell nagy számológépnek lenned ahhoz, hogy ezt kitaláld Al-air Tesla Model 3 Long Range akkumulátorral majdnem 1 km-t ér el akkumulátorral a jelenlegi 730 km helyett lítium-ion esetén... Nem sokkal kevesebb, mint Varsótól Rómáig, és kevesebb, mint Varsótól Párizsig, Genfig vagy Londonig!

Sajnos lítium-ion cellákkal Teslával 500 kilométer megtétele után az autó által javasolt időre rákötjük a töltőre és megyünk tovább. Al-air cellák használatakor a vezetőnek olyan állomásra kell mennie, ahol az akkumulátort ki kell cserélni. Vagy az egyes moduljai.

És bár az alumínium elemként olcsó, az elemet minden alkalommal a nulláról kell megfőzni, ami hatékonyan gátolja a magasabb tartományok előnyeit. Az alumínium korróziója is probléma, amely akkor is előfordul, ha nincs használatban az akkumulátor, de ezt a problémát úgy oldották meg, hogy az elektrolitot külön tartályban tartották és szivattyúzzák, ha alumínium-levegő akkumulátorra van szükség.

Phinergy ezt találta ki:

Alcoa és Phinergy alumínium/levegő akkumulátorok - még eldobható, de jól átgondolt

A levegő akkumulátorok használatra készek kereskedelmi nos, még katonai alkalmazásokban is használják. Ezeket az Alcoa készítette a Phinergy-vel együttműködve. Ezekben a rendszerekben az elektrolit külön tartályban van, az egyes cellák pedig felülről a rekeszekbe helyezett lemezek (patronok). Úgy néz ki:

Az izraeli Alcoa cég repülőgép-akkumulátora (alumínium-levegő). Jegyezze meg az Alcoa elektrolitszivattyú oldalán található csövet (c)

Az akkumulátort úgy indítják el, hogy elektrolitot pumpálnak a csöveken keresztül (valószínűleg a gravitáció hatására, mivel az akkumulátor tartalékként működik). Az akkumulátor töltéséhez vegye ki a használt patronokat az akkumulátorból, és helyezzen be újakat.

Így a gép tulajdonosa magával viszi a nehéz rendszert, hogy szükség esetén egyszer használni tudja. Ha pedig töltésre van szükség, az autót megfelelő képesítéssel rendelkező személynek kell lecserélnie.

A lítium-ion cellákhoz képest az alumínium-levegő cellák előnyei az alacsonyabb gyártási költségek, a kobalt hiánya, valamint a gyártás során a szén-dioxid kibocsátás csökkentése. Hátránya az egyszeri használat és a használt patronok újrahasznosításának szükségessége:

Összegzés avagy miért kritizáltuk a Daily Mail-t

Alumínium-levegő üzemanyagcellák (Al-air) már léteznek, néha használják őket, és az elmúlt tíz évben meglehetősen intenzíven dolgoztak rajtuk. A lítium-ion cellák növekvő energiasűrűsége és az ismételt újratöltés lehetősége miatt azonban a téma elhalványult - különösen az autóiparban, ahol az akkumulátorok millióinak rendszeres cseréje szédületes feladat..

Gyanítjuk, hogy a Daily Mail által leírt feltaláló valószínűleg nem talált fel semmit, hanem maga konstruálta meg az alumínium-levegő cellát. Ha – ahogy ő írja – elektrolitot ivott a bemutatókon, bizonyára tiszta vizet használt erre a célra:

> A nyolcgyermekes családapa találta fel a 2 km-es akkumulátort? Mmm, igen, de nem 🙂 [Daily Mail]

Az alumínium-levegő akkumulátorokkal a legnagyobb probléma nem az, hogy nem léteznek, hanem léteznek. A probléma velük az egyszeri költségek és a magas csereköltségek. Egy ilyen cellába való befektetés előbb-utóbb elveszíti a gazdasági értelmet a lítium-ion akkumulátorokhoz képest, mert a „töltéshez” műhelylátogatás és szakmunkás szükséges.

Lengyelországban körülbelül 22 millió autó van. A lengyel Központi Statisztikai Hivatal (GUS) adatai szerint átlagosan 12,1 ezer kilométert autózunk évente. Tehát, ha feltételezzük, hogy az alumínium-levegő akkumulátorokat átlagosan 1 kilométerenként cserélik (egyszerűsített számítás érdekében), akkor ezeknek az autóknak évente 210-szer kellene a garázsba járniuk. Ezen autók mindegyike átlagosan 10 naponta járt a garázsban.

603 autó vár akkumulátorra MINDEN NAP., vasárnap is! De egy ilyen cseréhez elektrolitszívás, modulok cseréje, mindezek ellenőrzése szükséges. Valakinek ezeket a használt modulokat is össze kell gyűjtenie az ország minden részéről, hogy később feldolgozhassa őket.

Most már érted, honnan jött a kritikánk?

Szerkesztői megjegyzés www.elektrowoz.pl: A fent említett Daily Mail cikk szerint ez egy „üzemanyagcella”, nem pedig „akkumulátor”. Azonban, hogy őszinte legyek, hozzá kell tenni, hogy "Az üzemanyagcellák „a Lengyelországban érvényes „akkumulátor” definíció alá tartoznak. (lásd például ITT). Míg azonban az alumínium-levegő akkumulátort lehet (és kell is) üzemanyagcellának nevezni, addig a lítium-ion akkumulátort nem nevezhetjük annak.

Az üzemanyagcella a kívülről szállított anyagok elvén működik, gyakran oxigénnel, amely reakcióba lép egy másik elemmel, vegyületet képezve, és energiát szabadít fel. Így az oxidációs reakció lassabb, mint az égés, de gyorsabb, mint a normál korrózió. A folyamat visszafordításához gyakran teljesen más típusú készülékre van szükség.

Ezzel szemben a lítium-ion akkumulátorban az elektródák között ionok mozognak, így nincs oxidáció.

2. megjegyzés a www.elektrowoz.pl kiadáshoz: az „élj intenzíven, halj meg fiatalon” alcím az e témával foglalkozó egyik tanulmányból származik. Azért szeretjük ezt, mert leírja az alumínium légcellák sajátosságait.

Ez érdekelheti: