Baterie vzduch-vzduch poskytují dosah více než 1 km. Přeběhnout? Jsou na jedno použití.

Před pár dny jsme se dotkli „vynalézavého inženýra“, „otce osmi“, „námořnického veterána“, který „vynalezl baterie využívající hliník a záhadný elektrolyt“. Vývoj tématu se nám – i díky zdroji Daily Mail – zdál nepříliš spolehlivý, ale problém je potřeba doplnit. Pokud by se Britové zabývali hliníkovo-vzduchovými bateriemi, pak... skutečně existují a skutečně mohou nabídnout dojezd tisíce kilometrů.

Vynálezce, kterého Daily Mail popsal jako „otce osmi dětí“, byl prezentován jako někdo, kdo vytvořil něco zcela nového (netoxický elektrolyt) a již jedná o prodeji svého nápadu. Mezitím se téma hliník-vzduchových článků rozvíjí již několik let.

Ale začněme úplně od začátku:

obsah

• Hliníkové vzduchové baterie – Žijte rychle, zemřete mladí
  • Tesla Model 3 Long Range s rezervou chodu 1+ km? Může být hotovo
  • Alcoa a Phinergy hliníkové/vzduchové baterie – stále jednorázové, ale dobře promyšlené
  • Shrnutí aneb proč jsme kritizovali Daily Mail

Hliník-vzduchové baterie využívají reakci hliníku s molekulami kyslíku a vody. Při chemické reakci (vzorce lze nalézt na Wikipedii) vzniká hydroxid hlinitý a nakonec se kov spojí s kyslíkem za vzniku oxidu hlinitého. Napětí poměrně rychle klesá, a když všechen kov zreaguje, článek přestane fungovat. Na rozdíl od lithium-iontových baterií Články vzduch-vzduch nelze dobíjet ani znovu používat..

Jsou na jedno použití.

Ano, to je problém, ale buňky mají jednu velmi důležitou vlastnost: gigantická hustota akumulované energie ve vztahu k hmotnosti... To činí 8 kWh/kg. Mezitím je současná úroveň nejlepších lithium-iontových článků 0,3 kWh/kg.

Tesla Model 3 Long Range s rezervou chodu 1+ km? Může být hotovo

Podívejme se na tato čísla: 0,3 kWh/kg pro nejlepší moderní lithiové články vs. 8 kWh/kg pro hliníkové články – lithium je téměř 27krát horší! I když vezmeme v úvahu, že při experimentech dosahovaly hliníkovo-vzduchové baterie hustoty „pouhých“ 1,3 kWh/kg (zdroj), stále je to více než čtyřikrát lepší než u lithiových článků!

Nemusíte být tedy skvělým kalkulátorem, abyste to zjistili s baterií Al-air Tesla Model 3 Long Range dosáhne na baterii téměř 1 km místo současných 730 km pro lithium-iontové... Není to o moc méně než Varšava do Říma a méně než Varšava do Paříže, Ženevy nebo Londýna!

Bohužel s lithium-iontovými články ji po ujetí 500 kilometrů s Teslou připojíme na dobu navrženou autem k nabíječce a jedeme dál. Při použití Al-air článků bude muset řidič na stanici, kde bude potřeba vyměnit baterii. Nebo jeho jednotlivé moduly.

A i když je hliník jako prvek levný, nutnost vařit prvek od nuly pokaždé účinně neguje zisky z vyšších rozsahů. Koroze hliníku je také problém, ke kterému dochází, i když se baterie nepoužívá, ale tento problém byl vyřešen tím, že se elektrolyt uchovává v oddělené nádobě a je čerpán, když je potřeba baterie hliník-vzduch.

Phinergy přišel s tímto:

Alcoa a Phinergy hliníkové/vzduchové baterie – stále jednorázové, ale dobře promyšlené

Vzduchové baterie jsou připraveny k použití obchodní no, dokonce se používají ve vojenských aplikacích. Byly vytvořeny společností Alcoa ve spolupráci s Phinergy. V těchto systémech je elektrolyt v samostatné nádobě a jednotlivé články jsou destičky (kartuše) vložené do jejich přihrádek shora. Vypadá to, že:

Letecká baterie (hliník-vzduch) izraelské společnosti Alcoa. Všimněte si hadičky na straně čerpadla elektrolytu Alcoa (c)

Baterie se spouští pumpováním elektrolytu trubičkami (pravděpodobně gravitací, protože baterie funguje jako záloha). Chcete-li baterii nabít, vyjměte z baterie použité kazety a vložte nové.

Majitel stroje si tak těžký systém vezme s sebou, aby jej v případě potřeby jednoho dne použil. A když vznikne potřeba nabíjení, musí auto vyměnit osoba s odpovídající kvalifikací.

Ve srovnání s lithium-iontovými články jsou výhodami hliníkovo-vzduchových článků nižší výrobní náklady, není potřeba kobalt a při výrobě se snižují emise oxidu uhličitého. Nevýhodou je jednorázové použití a nutnost recyklace použitých kazet:

Shrnutí aneb proč jsme kritizovali Daily Mail

Palivové články hliník-vzduch (Al-air) již existují, někdy se používají a v posledních zhruba deseti letech se na nich poměrně intenzivně pracovalo. Vzhledem k rostoucí energetické hustotě lithium-iontových článků a možnosti jejich opakovaného dobíjení se však téma vytratilo - zejména v automobilovém průmyslu, kde je pravidelná výměna milionů baterií závratný úkol..

Máme podezření, že vynálezce popsaný Daily Mailem pravděpodobně nic nevymyslel, ale sám zkonstruoval hliníkovo-vzduchový článek. Pokud, jak popisuje, pil na demonstracích elektrolyt, musel k tomuto účelu použít čistou vodu:

> Otec osmi dětí vynalezl 2 km baterii? Mmm, ano, ale ne 🙂 [Daily Mail]

Největší problém hliníkovo-vzduchových baterií není v tom, že neexistují – existují. Problémem u nich jsou jednorázové náklady a vysoké náklady na výměnu. Investice do takového článku dříve nebo později ztratí ekonomický smysl ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi, protože „nabíjení“ vyžaduje návštěvu dílny a kvalifikovaného pracovníka.

V Polsku jezdí asi 22 milionů aut. Podle Centrálního statistického úřadu Polska (GUS) najezdíme v průměru 12,1 tisíce kilometrů ročně. Pokud tedy předpokládáme, že hliníkovo-vzduchové baterie se budou vyměňovat v průměru každý 1 kilometr (pro zjednodušený výpočet), muselo by každé z těchto aut navštívit garáž 210krát ročně. Každé z těchto vozů navštívilo garáž v průměru každých 10 dní.

KAŽDÝ DEN čeká na baterie 603 aut., i v neděli! Ale taková výměna vyžaduje odsátí elektrolytu, výměnu modulů, kontrolu toho všeho. Někdo také bude muset tyto použité moduly sbírat z celé republiky, aby je mohl později zpracovat.

Už chápete, kde se vzala naše kritika?

Redakční poznámka www.elektrowoz.pl: Zmíněný článek Daily Mail uvádí, že se jedná o „palivový článek“, nikoli „baterii“. Nicméně, abych byl upřímný, je třeba dodat, že „palivové články „spadají pod definici“ akumulátoru „platnou v Polsku. (viz např. ZDE). Zatímco však hliníkovo-vzduchovou baterii lze (a měla by) nazývat palivový článek, lithium-iontovou baterii tak nazývat nelze.

Palivový článek funguje na principu externě dodávaných látek, často včetně kyslíku, který reaguje s jiným prvkem za vzniku sloučeniny a uvolňuje energii. Oxidační reakce je tedy pomalejší než spalování, ale rychlejší než normální koroze. Ke zvrácení procesu je často zapotřebí zcela jiný typ zařízení.

Na druhou stranu v lithium-iontové baterii se ionty pohybují mezi elektrodami, takže nedochází k oxidaci.

Poznámka 2 k vydání www.elektrowoz.pl: podtitul „žij intenzivně, zemři mladý“ je převzat z jedné ze studií na toto téma. Líbí se nám to, protože popisuje specifika hliníkových vzduchových článků.

Toto by vás mohlo zajímat: