Bateri udara-ke-udara menyediakan jarak lebih daripada 1 km. kecacatan? Mereka boleh guna.

Beberapa hari yang lalu, kami menyentuh tentang "jurutera inventif," "bapa kepada lapan anak," "veteran tentera laut" yang "mencipta bateri yang menggunakan aluminium dan elektrolit misteri." Kami mendapati perkembangan topik tidak begitu dipercayai - juga terima kasih kepada sumber, Daily Mail - tetapi masalah itu perlu ditambah. Jika British berurusan dengan bateri aluminium-udara, maka ia ... benar-benar wujud dan benar-benar boleh menawarkan jarak beribu-ribu kilometer.

Pencipta itu, yang diterangkan oleh Daily Mail, "bapa kepada lapan anak," dipersembahkan sebagai seseorang yang telah mencipta sesuatu yang benar-benar baharu (elektrolit bukan toksik) dan sudah dalam perbincangan untuk menjual ideanya. Sementara itu, topik sel aluminium-udara telah dibangunkan selama beberapa tahun.

Tetapi mari kita mulakan dari awal:

jadual kandungan

• Bateri Udara Aluminium - Hidup Cepat, Mati Muda
  • Tesla Model 3 Jarak Jauh dengan rizab kuasa 1+ km? Boleh dilakukan
  • Bateri aluminium/udara Alcoa dan Phinergy - masih boleh guna tetapi difikirkan dengan baik
  • Ringkasan atau sebab kami mengkritik Daily Mail

Bateri aluminium-udara menggunakan tindak balas aluminium dengan molekul oksigen dan air. Dalam tindak balas kimia (rumus boleh didapati di Wikipedia), aluminium hidroksida terbentuk, dan akhirnya ikatan logam dengan oksigen untuk membentuk alumina. Voltan turun agak cepat, dan apabila semua logam telah bertindak balas, sel berhenti berfungsi. Tidak seperti bateri litium-ion, Sel udara-ke-udara tidak boleh dicas semula atau digunakan semula..

Mereka boleh guna.

Ya, ini adalah masalah, tetapi sel mempunyai satu ciri yang sangat penting: ketumpatan gergasi tenaga tersimpan berhubung dengan jisim... Ini berjumlah 8 kWj / kg. Sementara itu, tahap semasa sel litium-ion terbaik ialah 0,3 kWj / kg.

Tesla Model 3 Jarak Jauh dengan rizab kuasa 1+ km? Boleh dilakukan

Mari lihat nombor ini: 0,3 kWj/kg untuk sel litium moden terbaik berbanding 8 kWj/kg untuk sel aluminium - litium hampir 27 kali lebih teruk! Walaupun kita mengambil kira bahawa dalam eksperimen, bateri aluminium-udara mencapai ketumpatan "hanya" 1,3 kWh / kg (sumber), ini masih lebih daripada empat kali lebih baik daripada sel litium!

Jadi anda tidak perlu menjadi kalkulator yang hebat untuk memikirkannya dengan bateri Al-air Tesla Model 3 Long Range ia akan mencapai hampir 1 km pada bateri dan bukannya 730 km semasa untuk lithium-ion... Ia tidak kurang daripada Warsaw ke Rom, dan kurang daripada Warsaw ke Paris, Geneva atau London!

Malangnya, dengan sel litium-ion, selepas memandu sejauh 500 kilometer dengan Tesla, kami menyambungkannya ke pengecas untuk masa yang dicadangkan oleh kereta dan meneruskan. Apabila menggunakan sel Al-air, pemandu perlu pergi ke stesen di mana bateri perlu diganti. Atau modul individunya.

Dan walaupun aluminium murah sebagai elemen, perlu memasak elemen dari awal setiap kali secara berkesan menafikan keuntungan daripada julat yang lebih tinggi. Hakisan aluminium juga merupakan masalah yang berlaku walaupun bateri tidak digunakan, tetapi masalah ini telah diselesaikan dengan menyimpan elektrolit dalam bekas yang berasingan dan mengepamnya apabila bateri aluminium-udara diperlukan.

Phinergi datang dengan ini:

Bateri aluminium/udara Alcoa dan Phinergy - masih boleh guna tetapi difikirkan dengan baik

Bateri udara sedia untuk digunakan komersial baik, ia juga digunakan dalam aplikasi ketenteraan. Mereka dicipta oleh Alcoa dengan kerjasama Phinergy. Dalam sistem ini, elektrolit berada dalam bekas yang berasingan, dan sel individu adalah plat (kartrij) yang dimasukkan ke dalam petak mereka dari atas. Ia kelihatan seperti:

Bateri pesawat (aluminium-udara) syarikat Israel Alcoa. Perhatikan tiub pada sisi pam elektrolit Alcoa (c)

Bateri dimulakan dengan mengepam elektrolit melalui tiub (mungkin oleh graviti, kerana bateri bertindak sebagai sandaran). Untuk mengecas bateri, anda mengeluarkan kartrij terpakai daripada bateri dan memasukkan yang baharu.

Oleh itu, pemilik mesin akan membawa sistem berat itu bersamanya untuk menggunakannya suatu hari nanti jika perlu. Dan apabila timbul keperluan untuk mengecas, kereta itu mesti digantikan oleh seseorang yang mempunyai kelayakan yang sesuai.

Berbanding dengan sel litium-ion, kelebihan sel aluminium-udara adalah kos pengeluaran yang lebih rendah, tidak memerlukan kobalt, dan mengurangkan pelepasan karbon dioksida semasa pengeluaran. Kelemahannya ialah penggunaan sekali sahaja dan keperluan untuk mengitar semula kartrij terpakai:

Ringkasan atau sebab kami mengkritik Daily Mail

Sel bahan api aluminium-udara (Al-air) sudah wujud, kadangkala digunakan, dan telah dikerjakan dengan agak intensif dalam tempoh sepuluh atau lebih tahun yang lalu. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh peningkatan ketumpatan tenaga sel litium-ion dan kemungkinan pengecasan semula mereka, topik itu telah pudar - terutamanya dalam industri automotif, di mana menggantikan berjuta-juta bateri secara berkala adalah tugas yang memeningkan..

Kami mengesyaki bahawa pencipta yang diterangkan oleh Daily Mail mungkin tidak mencipta apa-apa, tetapi membina sel aluminium-udara itu sendiri. Jika, seperti yang diterangkannya, dia minum elektrolit dalam demonstrasi, dia pasti telah menggunakan air tulen untuk tujuan ini:

> Bapa kepada lapan anak mencipta bateri 2 km? Mmm, ya, tetapi tidak 🙂 [Mel Harian]

Masalah terbesar dengan bateri aluminium-udara bukanlah kerana ia tidak wujud - ia wujud. Masalahnya ialah kos sekali sahaja dan kos penggantian yang tinggi. Melabur dalam sel sedemikian lambat laun akan kehilangan rasa ekonomi berbanding bateri lithium-ion, kerana "mengecas" memerlukan lawatan ke bengkel dan pekerja mahir.

Terdapat kira-kira 22 juta kereta di Poland. Menurut Pejabat Statistik Pusat Poland (GUS), kami memandu secara purata 12,1 ribu kilometer setahun. Jadi, jika kita mengandaikan bahawa bateri aluminium-udara akan diganti secara purata setiap 1 kilometer (untuk pengiraan yang mudah), setiap kereta ini perlu melawat garaj 210 kali setahun. Setiap kereta ini melawat garaj setiap 10 hari secara purata.

603 kereta sedang menunggu bateri SETIAP HARI., juga pada hari Ahad! Tetapi penggantian sedemikian memerlukan sedutan elektrolit, penggantian modul, memeriksa semua ini. Seseorang juga perlu mengumpul modul terpakai ini dari seluruh negara untuk memprosesnya kemudian.

Sekarang adakah anda faham dari mana datangnya kritikan kami?

Nota Editorial www.elektrowoz.pl: Artikel Daily Mail yang dinyatakan di atas menyatakan bahawa ini adalah "sel bahan api" dan bukan "bateri". Walau bagaimanapun, secara jujur, ia harus ditambah bahawa "sel bahan api "tergolong di bawah takrifan" penumpuk "sah di Poland. (lihat, sebagai contoh, DI SINI). Walau bagaimanapun, sementara bateri aluminium-udara boleh (dan sepatutnya) dipanggil sel bahan api, bateri litium-ion tidak boleh dipanggil itu.

Sel bahan api berfungsi berdasarkan prinsip bahan yang dibekalkan secara luaran, selalunya termasuk oksigen, yang bertindak balas dengan unsur lain untuk membentuk sebatian dan membebaskan tenaga. Oleh itu, tindak balas pengoksidaan adalah lebih perlahan daripada pembakaran, tetapi lebih cepat daripada kakisan biasa. Untuk membalikkan proses, jenis peranti yang sama sekali berbeza selalunya diperlukan.

Sebaliknya, dalam bateri litium-ion, ion bergerak di antara elektrod, jadi tiada pengoksidaan.

Nota 2 kepada edisi www.elektrowoz.pl: sari kata "hidup sengit, mati muda" diambil daripada salah satu kajian mengenai topik ini. Kami menyukai ini kerana ia menerangkan spesifikasi sel udara aluminium.

Ini mungkin menarik minat anda: