ตัวรถเต็มไปด้วยอลูมิเนียม แบตเตอรี่อะลูมิเนียม แหล่งพลังงานเคมีที่มีอะลูมิเนียมแอโนด

เกือบสามสิบปีของการค้นหาวิธีปรับปรุงแบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนใกล้จะสิ้นสุดแล้ว แบตเตอรี่ก้อนแรกที่มีขั้วบวกอะลูมิเนียมที่สามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็วในขณะที่มีราคาถูกและทนทาน ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

นักวิจัยประกาศอย่างมั่นใจว่าลูกหลานของพวกเขาอาจเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน รวมทั้งแบตเตอรี่อัลคาไลน์ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

ไม่จำเป็นที่ต้องจำว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนบางครั้งติดไฟ ศาสตราจารย์ด้านเคมี Hongzhi Dai มั่นใจว่าแบตเตอรี่ใหม่ของเขาจะไม่เกิดไฟไหม้แม้ว่าจะเจาะทะลุก็ตาม เพื่อนร่วมงานของศาสตราจารย์ไดยะอธิบายว่าแบตเตอรี่ใหม่นี้เป็น "แบตเตอรี่อลูมิเนียมไอออนแบบชาร์จไฟได้เร็วเป็นพิเศษ"

เนื่องจากต้นทุนต่ำ ความปลอดภัยจากอัคคีภัย และความสามารถในการสร้างความจุไฟฟ้าที่สำคัญ อลูมิเนียมจึงดึงดูดความสนใจของนักวิจัยมาเป็นเวลานาน แต่ต้องใช้เวลาหลายปีในการสร้างแบตเตอรี่อลูมิเนียมไอออนที่ใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ ซึ่งสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอแม้หลังจากการชาร์จหลายครั้ง - รอบการคายประจุ

นักวิทยาศาสตร์ต้องเอาชนะอุปสรรคมากมาย รวมถึง: การสลายตัวของวัสดุแคโทด แรงดันปล่อยเซลล์ต่ำ (ประมาณ 0.55 โวลต์) การสูญเสียความจุและวงจรชีวิตไม่เพียงพอ (น้อยกว่า 100 รอบ) การสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว (จาก 26 ถึง 85 เปอร์เซ็นต์หลังจาก 100 รอบ)

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์มี แบตเตอรี่ใช้อะลูมิเนียมที่มีความเสถียรสูง ซึ่งใช้ขั้วบวกโลหะอะลูมิเนียมที่จับคู่กับแคโทดโฟมกราไฟท์ 3 มิติ ก่อนหน้านี้ ได้มีการทดลองวัสดุต่างๆ มากมายสำหรับแคโทด และการแก้ปัญหาแทนกราไฟต์ก็พบได้โดยบังเอิญ นักวิทยาศาสตร์จากกลุ่ม Hongzhi Daya ได้ระบุวัสดุกราไฟท์หลายประเภทที่มีประสิทธิภาพสูง

ในการออกแบบทดลอง ทีมงานของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้วางอะลูมิเนียมแอโนด แคโทดกราไฟท์ และอิเล็กโทรไลต์อิออนเหลวที่ปลอดภัยซึ่งประกอบด้วยสารละลายเกลือเป็นหลักในถุงโพลีเมอร์ที่ยืดหยุ่นได้

ศาสตราจารย์ไดและทีมของเขาบันทึกวิดีโอที่พวกเขาแสดงให้เห็นว่าถึงแม้เปลือกจะถูกเจาะทะลุ แบตเตอรีของพวกเขาก็ยังทำงานต่อไปได้ระยะหนึ่งและจะไม่เกิดไฟไหม้

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของแบตเตอรี่ใหม่คือการชาร์จที่รวดเร็วเป็นพิเศษ โดยปกติแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของสมาร์ทโฟนจะชาร์จใหม่ภายในไม่กี่ชั่วโมง ในขณะที่ต้นแบบ เทคโนโลยีใหม่แสดงให้เห็นถึงความเร็วในการชาร์จที่ไม่เคยมีมาก่อนถึงหนึ่งนาที

ความทนทานของแบตเตอรี่ใหม่นั้นน่าประทับใจเป็นพิเศษ อายุการใช้งานแบตเตอรี่มีมากกว่า 7500 รอบการชาร์จและการคายประจุ และไม่สูญเสียพลังงาน ผู้เขียนรายงานว่านี่เป็นรุ่นแรกของแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-ไอออน ที่ชาร์จเร็วเป็นพิเศษ และมีเสถียรภาพหลายพันรอบ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปมีอายุการใช้งานเพียง 1,000 รอบเท่านั้น

คุณลักษณะเด่นของแบตเตอรี่อะลูมิเนียมคือความยืดหยุ่น แบตเตอรี่สามารถงอได้ ซึ่งบ่งบอกถึงศักยภาพในการใช้งานในอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่นได้ เหนือสิ่งอื่นใด อลูมิเนียมมีราคาถูกกว่าลิเธียมมาก

ดูเหมือนว่าจะใช้แบตเตอรี่ดังกล่าวเพื่อเก็บพลังงานหมุนเวียนเพื่อสำรองไว้สำหรับการจัดหาในภายหลัง เครือข่ายไฟฟ้าเพราะตามข้อมูลล่าสุดของนักวิทยาศาสตร์ แบตเตอรี่อลูมิเนียมสามารถชาร์จได้หลายหมื่นครั้ง

ตรงกันข้ามกับเซลล์ AA และ AAA ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 โวลต์ แบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนจะสร้างแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 2 โวลต์ นักพัฒนาแบตเตอรี่รายใหม่กล่าวว่านี่เป็นประสิทธิภาพสูงสุดที่ทุกคนเคยใช้มาและจะพัฒนาขึ้นในอนาคต

บรรลุความหนาแน่นของการจัดเก็บพลังงานที่ 40 Wh ต่อกิโลกรัม ในขณะที่ตัวเลขนี้สูงถึง 206 Wh ต่อกิโลกรัม อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงวัสดุแคโทด ศาสตราจารย์ Hongzhi Dai เชื่อว่า ในที่สุดจะนำไปสู่ทั้งแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและความหนาแน่นในการจัดเก็บพลังงานในแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-ไอออน ไม่ว่าในกรณีใด เทคโนโลยีลิเธียมไอออนก็มีข้อดีหลายประการอยู่แล้ว ที่นี่และราคาถูกรวมกับความปลอดภัยและการชาร์จความเร็วสูงและความยืดหยุ่นและ ระยะยาวบริการ

เจ้าของสิทธิบัตร RU 2561566:

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับแหล่งพลังงาน โดยเฉพาะแหล่งกระแสลมอะลูมิเนียม

แหล่งกระแสเคมีที่เป็นที่รู้จัก (Pat. RU 2127932) ซึ่งทำการเปลี่ยนอิเล็กโทรดอะลูมิเนียมด้วยการเปิดกล่องแบตเตอรี่ ตามด้วยการติดตั้งอิเล็กโทรดใหม่

ข้อเสียของวิธีการที่ทราบกันดีอยู่แล้วในการใส่อิเล็กโทรดลงในแบตเตอรี่คือต้องถอดแบตเตอรี่ออกจากวงจรจ่ายไฟในช่วงการเปลี่ยนอิเล็กโทรด

เป็นที่ทราบกันดีว่าแบตเตอรี่เชื้อเพลิง (แอปพลิเคชัน RU 2011127181) ซึ่งอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองในรูปแบบของเทปจะถูกดึงผ่านกล่องแบตเตอรี่ผ่านผนึกแรงดันและซีลแรงดันขณะที่ผลิตโดยใช้ดรัมที่ตกค้าง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าอินพุตของอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองเข้าไปในแบตเตอรี่ โดยไม่รบกวนวงจรจ่ายไฟ

ข้อเสียของวิธีการที่ทราบคือซีลแรงดันและซีลแรงดันไม่ได้ขจัดไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการทำงานจากแบตเตอรี่

ผลลัพธ์ทางเทคนิคสิ่งประดิษฐ์ - ให้การแทรกอิเล็กโทรดโดยอัตโนมัติพร้อมพื้นที่ทำงานที่เพิ่มขึ้นของอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองในเซลล์เชื้อเพลิงโดยไม่รบกวนวงจรจ่ายไฟช่วยเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของเซลล์เชื้อเพลิง

ผลลัพธ์ทางเทคนิคที่ระบุได้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าวิธีการแนะนำอิเล็กโทรดวัสดุสิ้นเปลืองในเซลล์เชื้อเพลิงแบบอากาศ-อลูมิเนียมนั้นรวมถึงการเคลื่อนย้ายอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองตามที่พัฒนาขึ้นภายในตัวเรือนเซลล์เชื้อเพลิง ตามการประดิษฐ์นี้ อิเล็กโทรดแบบบริโภคได้ถูกใช้ในรูปแบบของลวดอลูมิเนียม ซึ่งพันบนร่องเกลียวของแท่งผนังบางที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกไม่ชอบน้ำและปลายด้านหนึ่งสอดเข้าไปในโพรงของเส้นลวดบาง -กำแพง

แท่งทะลุผ่านรูในส่วนล่าง และอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองจะถูกขยับโดยการขันเกลียวแท่งที่มีผนังบางเข้าไปในฝาปิดของตัวเรือนเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งอยู่ทั้งสองด้านของตัวเรือนและทำจากวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ เพื่อให้แน่ใจว่าอิเล็กโทรไลต์ จะถูกเก็บไว้ภายในเซลล์เชื้อเพลิง และไฮโดรเจนที่กำลังพัฒนาจะถูกลบออกจากตัวเรือนตามพื้นผิวสกรูของฝาครอบที่ไม่ชอบน้ำ

การเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองที่พันบนแท่งผนังบางที่มีร่องเกลียวเกิดขึ้นจากการขันเกลียวเข้ากับฝาปิดที่ทำจากวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ (ฟลูออโรเรซิ่น, พีเอส, โพลิเอทิลีน) ในขณะที่อิเล็กโทรไลต์ยังคงอยู่ภายในเซลล์เชื้อเพลิง และไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการทำงานจะถูกลบออกตามพื้นผิวเกลียวของตัวเซลล์เชื้อเพลิง

เครื่องกำเนิดรูปทรงกระบอกสำหรับอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองทำขึ้นในรูปแบบของแท่งผนังบางที่มีร่องเกลียวซึ่งเป็นที่ที่อิเล็กโทรดลวดอลูมิเนียมเป็นแผล แท่งทำจากวัสดุอิเล็กทริกไม่ชอบน้ำ ซึ่งช่วยให้ไม่ทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ แท่งที่มีอิเล็กโทรดที่ทำจากลวดอลูมิเนียมจะเพิ่มพื้นที่แอกทีฟของอิเล็กโทรดสิ้นเปลือง และปรับปรุงลักษณะพลังงาน (ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ใช้) ของเซลล์เชื้อเพลิงอากาศอลูมิเนียม

สาระสำคัญของการประดิษฐ์นี้แสดงให้เห็นโดยภาพวาด โดยที่:

ในรูป 1 แสดงแหล่งกระแสอากาศอลูมิเนียม

ในรูป 2 - ดู A ในรูป หนึ่ง;

ในรูป 3 คือมุมมอง B ในรูปที่ หนึ่ง.

เซลล์เชื้อเพลิงอากาศอลูมิเนียมประกอบด้วยกล่องโลหะ 1 ที่มีรู 2 สำหรับส่งอากาศไปยังขอบเขตสามเฟส, แคโทดการแพร่กระจายของก๊าซ 3, อิเล็กโทรไลต์ 4, 2 ฝาปิดไม่ชอบน้ำ 5 ซึ่งอยู่ทั้งสองด้านของเคสโลหะ 1, อิเล็กโทรดในรูปแบบของแท่งผนังบาง 6, ลวดอลูมิเนียม 7 แผลบนร่องเกลียว

เนื่องจากลวดอลูมิเนียม 7 ถูกใช้ไป การกัดกร่อนและการเกิดทู่ของพื้นผิวอิเล็กโทรดจะเกิดขึ้น ซึ่งทำให้ขนาดของกระแสไฟที่ถูกขับออกและการลดทอนของกระบวนการไฟฟ้าเคมีลดลง ในการเปิดใช้งานกระบวนการ จำเป็นต้องขันสกรูแกนที่มีผนังบางที่มีร่องเกลียวซึ่งลวดอลูมิเนียมที่บริโภคได้ถูกพันเข้าไปในแคปที่ไม่ชอบน้ำ 5. ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยผ่านพื้นผิวเกลียวของแคปที่ไม่ชอบน้ำ 5 ในขณะที่อิเล็กโทรไลต์ยังคงอยู่ ภายในตัวเรือนโลหะ 1 ของเซลล์เชื้อเพลิง

วิธีนี้ทำให้กระบวนการเปลี่ยนขั้วบวก (อิเล็กโทรดสิ้นเปลือง) เป็นอัตโนมัติในแหล่งกระแสลมอะลูมิเนียม (HAPS) ได้โดยไม่ขัดจังหวะวงจรจ่ายไฟ รวมทั้งกำจัดไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการทำงาน

วิธีการนำอิเล็กโทรดแบบใช้สิ้นเปลืองเข้าไปในเซลล์เชื้อเพลิงแบบอากาศ-อลูมิเนียม ซึ่งรวมถึงการย้ายอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองเมื่อสึกเข้าไปในตัวเซลล์เชื้อเพลิง โดยมีลักษณะเฉพาะคืออิเล็กโทรดแบบใช้สิ้นเปลืองนั้นถูกใช้ในรูปของลวดอลูมิเนียมซึ่งเป็นแผล บนร่องเกลียวของแกนผนังบางที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกไม่ชอบน้ำและปลายด้านหนึ่งซึ่งสอดเข้าไปในโพรงของแกนที่มีผนังบางผ่านรูในส่วนล่างของมัน และการเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองจะดำเนินการโดยการขันสกรู แท่งผนังบางเข้าไปในฝาปิดของตัวเรือนเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งอยู่ทั้งสองด้านของตัวเรือนและทำจากวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ เพื่อให้มั่นใจว่าอิเล็กโทรไลต์จะถูกเก็บไว้ภายในเซลล์เชื้อเพลิงและนำไฮโดรเจนที่หลบหนีออกจากตัวเรือนตามพื้นผิวเกลียวของ ฝาไม่ชอบน้ำ

สิทธิบัตรที่คล้ายกัน:

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเครื่องกำเนิดพลังงานเซลล์เชื้อเพลิงที่ออกแบบมาเป็นพิเศษให้เป็นอุปกรณ์สแตนด์บายในกรณีที่ไม่มีแหล่งจ่ายไฟหลัก

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเครื่องกำเนิดก๊าซสำหรับเปลี่ยนเชื้อเพลิงเป็นก๊าซที่ขาดออกซิเจนและ/หรือก๊าซที่อุดมด้วยไฮโดรเจน ซึ่งสามารถนำมาใช้ในกระบวนการใดๆ ที่ต้องใช้ก๊าซออกซิเจนและ/หรือก๊าซที่อุดมด้วยไฮโดรเจน อย่างพึงประสงค์ เพื่อสร้างก๊าซชีลด์หรือก๊าซรีดิวซ์สำหรับการเริ่มต้น การปิด หรือการปิดฉุกเฉินของเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ (SOFC) หรือเซลล์อิเล็กโทรลิซิสโซลิดออกไซด์ (SOEC)

สาร: การประดิษฐ์เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการประกอบกองเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ ผลกระทบ: ทำให้มั่นใจได้ถึงความกะทัดรัด ความง่ายในการเปลี่ยนแบตเตอรี่/ระบบ และการปรับปรุงคุณลักษณะของระบบ

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้าที่มีเซลล์เชื้อเพลิงโพลีเมอร์ที่เป็นของแข็ง (FC) ซึ่งไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของก๊าซไฮโดรเจนกับคาร์บอนไดออกไซด์ และปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของคาร์บอนมอนอกไซด์กับออกซิเจนในบรรยากาศ

ระบบเซลล์เชื้อเพลิง (100) มีให้ รวมถึงเซลล์เชื้อเพลิง (1) สำหรับสร้างพลังงานโดยทำปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าระหว่างก๊าซออกซิไดเซอร์ที่จ่ายให้กับอิเล็กโทรดออกซิไดเซอร์ (34) และก๊าซเชื้อเพลิงที่จ่ายให้กับอิเล็กโทรดเชื้อเพลิง (67) ระบบจ่ายก๊าซเชื้อเพลิง (HS) สำหรับการจ่ายก๊าซเชื้อเพลิงไปยังขั้วไฟฟ้าเชื้อเพลิง (67) และตัวควบคุม (40) สำหรับปรับระบบจ่ายก๊าซเชื้อเพลิง (HS) เพื่อจ่ายก๊าซเชื้อเพลิงไปยังขั้วไฟฟ้าเชื้อเพลิง (67) ตัวควบคุม (40) ทำหน้าที่เปลี่ยนแรงดันเมื่อปิดช่องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงด้านข้าง (67) ตัวควบคุม (40 ) จะเปลี่ยนแรงดันก๊าซเชื้อเพลิงที่ขั้วไฟฟ้าเชื้อเพลิง (67) เป็นระยะๆ ตามโปรไฟล์การเปลี่ยนแปลงแรงดันครั้งแรกเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่สวิงแรงดันครั้งแรก (WP1)

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับวิธีการผลิตเครื่องแยกเหล็กโลหะสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการสัมผัส ไม่เพียงแต่ในระยะเริ่มต้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหลังจากอิทธิพลของสภาวะ อุณหภูมิสูงและ/หรือความชื้นสูงในเซลล์เชื้อเพลิงระหว่าง ระยะเวลานานเวลา.

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ที่มีความสามารถในการปฏิรูปภายใน เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์โดยทั่วไปประกอบด้วยแคโทด อิเล็กโทรไลต์ แอโนด และชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สัมผัสกับแอโนด

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับอัลคาไลไอออนนำเมมเบรนเซรามิกที่มีอย่างน้อยส่วนหนึ่งของพื้นผิวเคลือบด้วยชั้นของไอออนบวกอินทรีย์ที่นำพอลิอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ละลายน้ำและมีความคงตัวทางเคมีในน้ำที่ pH พื้นฐาน

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับแหล่งกระแสเคมีที่มีแคโทดอากาศแบบกระจายแก๊ส แอโนดของโลหะ และสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในน้ำ สาร: แหล่งกระแสลมของโลหะประกอบด้วยร่างกายที่เต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ มีขั้วบวกของโลหะอยู่ภายใน แคโทดอากาศแบบกระจายก๊าซซึ่งอยู่ทั้งสองด้านของขั้วบวกของโลหะ ในเวลาเดียวกัน แคโทดอากาศแบบกระจายแก๊สมีส่วนโค้งตามขวางตรงกลางและแยกออกจากขั้วบวกของโลหะโดยใช้ตัวแยกรูพรุนแบบอิเล็กโทรไลต์ที่ซึมผ่านได้ซึ่งทำจากวัสดุที่มีความต้านทานโอห์มมิกสูง ขั้วบวกโลหะมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมด้านขนาน คอนจูเกตด้วยลิ่ม และลิ่มวางอยู่บนตัวคั่นที่มีรูพรุนดังกล่าว แหล่งจ่ายกระแสลมโลหะที่เสนอมีความจุจำเพาะเพิ่มขึ้น ลักษณะเฉพาะที่เสถียร และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น เนื่องจากช่วยเพิ่มอัตราส่วนของมวลของส่วนที่ละลายของแอโนดโลหะต่อปริมาตรอิเล็กโทรไลต์ และทำให้เฉพาะ ความเข้มของพลังงานและเวลาทำงานของแหล่งจ่ายกระแสไฟโดยไม่ต้องเปลี่ยนขั้วบวกของโลหะ 10 ป่วย 2 pr.

สาร: การประดิษฐ์เกี่ยวข้องกับแหล่งพลังงาน กล่าวคือ วิธีการเปลี่ยนอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองในเซลล์เชื้อเพลิงอากาศ-อลูมิเนียมโดยไม่รบกวนวงจรจ่ายไฟ อิเล็กโทรดสิ้นเปลืองถูกใช้ในรูปแบบของลวดอลูมิเนียมซึ่งพันบนร่องเกลียวของแกนผนังบางที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกไม่ชอบน้ำ ปลายด้านหนึ่งของเส้นลวดถูกสอดเข้าไปในโพรงของแท่งที่มีผนังบางผ่านรูที่ส่วนล่าง อิเล็กโทรดสิ้นเปลืองจะถูกเคลื่อนย้ายโดยการขันเกลียวแท่งที่มีผนังบางเข้ากับฝาปิดของตัวเรือนเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งอยู่ทั้งสองด้านของตัวเรือนและทำจากวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ เพื่อให้มั่นใจว่าจะคงสภาพของอิเล็กโทรไลต์ภายในเซลล์เชื้อเพลิงและกำจัดวิวัฒนาการ ไฮโดรเจนจากตัวเรือนไปตามพื้นผิวเกลียวของฝาครอบที่ไม่ชอบน้ำ ผลกระทบ: เพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของเซลล์เชื้อเพลิง 3 ป่วย

Phenergy สตาร์ทอัพสัญชาติอิสราเอล สาธิต แบตเตอรี่ลมอลูมิเนียมซึ่งสามารถขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้าได้ไกลถึง 1,000 ไมล์ (1,609 กม.) ต่างจากแบตเตอรี่ลมโลหะอื่น ๆ ที่เราเคยเขียนถึงในอดีต อากาศอะลูมิเนียม ถ่านไฟฉายใช้อลูมิเนียมเป็นเชื้อเพลิง จึงให้พลังงานเพิ่มขึ้นในปริมาณที่เหมาะสมที่จะแข่งขันกับก๊าซหรือดีเซล Phinergy กล่าวว่าได้ลงนามในสัญญากับผู้ผลิตรถยนต์ระดับโลกเพื่อ "ผลิตแบตเตอรี่จำนวนมาก" ในปี 2560

แบตเตอรี่อากาศโลหะไม่ได้หมายความว่า ความคิดใหม่. แบตเตอรี่ซิงค์แอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องช่วยฟังและมีศักยภาพที่จะช่วยได้ IBM กำลังยุ่งอยู่กับการทำงานกับแบตเตอรี่ลิเธียมอากาศที่มุ่งเป้าไปที่การจัดหาในระยะยาว เช่นเดียวกับ Phinergy ที่ เดือนที่ผ่านมาปรากฎว่าแบตเตอรี่โซเดียมแอร์มีสิทธิ์ในการดำรงชีวิตเช่นกัน ในทั้งสามกรณี อากาศเป็นส่วนประกอบที่ทำให้แบตเตอรี่เป็นที่ต้องการอย่างมาก ในแบตเตอรี่ปกติ ปฏิกิริยาเคมีมีลักษณะเฉพาะภายในเท่านั้นจึงมักหนาแน่นและหนักมาก ในแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ พลังงานได้มาจากการออกซิไดซ์โลหะ (ลิเธียม สังกะสี อลูมิเนียม) กับออกซิเจนที่อยู่รอบตัวเรา และไม่มีอยู่ในแบตเตอรี่ ผลลัพธ์ที่ได้คือแบตเตอรี่ที่เบาและเรียบง่ายขึ้น

แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศของ Phinergy นั้นใหม่ด้วยเหตุผลสองประการ: ประการแรก เห็นได้ชัดว่าบริษัทพบวิธีป้องกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอะลูมิเนียมที่สึกกร่อน ประการที่สอง แบตเตอรี่ใช้พลังงานจากอะลูมิเนียมเป็นเชื้อเพลิง โดยจะเปลี่ยนอะลูมิเนียมธรรมดาให้เป็นอะลูมิเนียมไดออกไซด์อย่างช้าๆ แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศต้นแบบของ Phinergy ประกอบด้วยแผ่นอะลูมิเนียมอย่างน้อย 50 แผ่น โดยแต่ละแผ่นให้พลังงานได้ไกล 20 ไมล์ หลังจาก 1,000 ไมล์ เพลตจะต้องได้รับการชาร์จด้วยกลไก - คำสละสลวยสำหรับความเรียบง่าย การกำจัดทางกายภาพแผ่นแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศจะต้องเติมน้ำทุกๆ 200 ไมล์เพื่อฟื้นฟูระดับอิเล็กโทรไลต์

การชาร์จเชิงกลนั้นยอดเยี่ยมและแย่มากทั้งนี้ขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ ในอีกด้านหนึ่ง คุณทำให้รถมีชีวิตอีก 1,000 ไมล์ พูดคร่าวๆ โดยเปลี่ยนแบตเตอรี่ ในทางกลับกัน ซื้อ แบตเตอรี่ใหม่ทุก ๆ พันไมล์ พูดง่ายๆ ไม่ประหยัดมาก ตามหลักการแล้ว ทั้งหมดนี้น่าจะขึ้นอยู่กับราคาแบตเตอรี่ พิจารณา ตลาดวันนี้อลูมิเนียม 1 กิโลกรัมราคา 2 เหรียญและชุดจาน 50 ชิ้นราคา 25 กิโลกรัม จากการคำนวณอย่างง่าย เราได้รับว่า "การเติมเงิน" ของเครื่องจะมีราคา 50 เหรียญ 50 ดอลลาร์สำหรับการขี่ 1,000 ไมล์นั้นค่อนข้างดีเมื่อเทียบกับน้ำมัน 4 ดอลลาร์ต่อแกลลอนสำหรับ 90 ไมล์ อะลูมิเนียมไดออกไซด์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นอะลูมิเนียมได้ อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ไม่ใช่กระบวนการราคาถูก

แฟน ๆ ของรถยนต์ไฟฟ้าใฝ่ฝันถึงแบตเตอรี่ที่จะให้เพื่อนสี่ล้อของพวกเขาสามารถเอาชนะมากกว่าหนึ่งและครึ่งพันกิโลเมตรด้วยการชาร์จครั้งเดียว บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติอิสราเอล Phinergy เชื่อว่าแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศที่พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญของบริษัทจะทำหน้าที่นี้ได้ดีเยี่ยม

Aviv Sidon CEO ของ Phinergy เพิ่งประกาศความร่วมมือกับ ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่. คาดว่าเงินทุนเพิ่มเติมจะช่วยให้บริษัทสามารถจัดตั้ง การผลิตจำนวนมากปฏิวัติแบตเตอรี่ภายในปี 2560

ในวิดีโอ ( ท้ายบทความ) Elliot Gotkin นักข่าวของ Bloomberg ขับรถไปรอบ ๆ หลังพวงมาลัยของรถยนต์ขนาดเล็กที่ได้รับการดัดแปลงเป็นรถยนต์ไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน มีการติดตั้งแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศของ Phinergy ไว้ที่ท้ายรถของรถคันนี้

รถยนต์ไฟฟ้า Citroen C1 ที่มีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถเดินทางได้ไม่เกิน 160 กม. ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง แต่แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศของ Phinergy ช่วยให้สามารถวิ่งได้อีก 1,600 กม.

ในวิดีโอ วิศวกรสามารถเห็นการเติมถังพิเศษภายในรถสาธิตด้วยน้ำกลั่น คาดเดาได้ ออนบอร์ดคอมพิวเตอร์ช่วงการเดินทางอัตโนมัติที่แสดงบนจอแสดงผล โทรศัพท์มือถือพีเนอร์จี ซีอีโอ

น้ำทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่อิออนผ่านและปล่อยพลังงานออกมาในกระบวนการ ไฟฟ้าใช้เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าของรถยนต์ ตามที่วิศวกรของสตาร์ทอัพกล่าวว่าถังเก็บน้ำของผู้สาธิตจำเป็นต้องเติม "ทุกสองสามร้อยกิโลเมตร"

แผ่นอะลูมิเนียมใช้เป็นขั้วบวกในแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศ และ อากาศภายนอกทำหน้าที่เป็นแคโทด ส่วนประกอบอลูมิเนียมของระบบจะถูกทำลายอย่างช้าๆ เนื่องจากโมเลกุลของโลหะรวมกับออกซิเจนและปล่อยพลังงาน

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อะตอมอะลูมิเนียมสี่อะตอม โมเลกุลออกซิเจน 3 โมเลกุล และโมเลกุลของน้ำ 6 โมเลกุลรวมกันเพื่อสร้างโมเลกุลของอลูมินาไฮเดรต 4 โมเลกุลเพื่อปลดปล่อยพลังงาน

ในอดีต แบตเตอรี่ลมอะลูมิเนียมถูกใช้เพื่อความต้องการของกองทัพเท่านั้น เนื่องจากจำเป็นต้องถอดอะลูมิเนียมออกไซด์ออกเป็นระยะและเปลี่ยนแผ่นอะลูมิเนียมแอโนด

Phinergy กล่าวว่าวัสดุแคโทดที่ได้รับการจดสิทธิบัตรช่วยให้ออกซิเจนจากอากาศภายนอกเข้าสู่เซลล์แบตเตอรี่ได้อย่างอิสระ ขณะที่ป้องกันคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยู่ในอากาศจากการปนเปื้อนของแบตเตอรี่ นี่คือสิ่งที่รบกวนการทำงานปกติโดยส่วนใหญ่ แบตเตอรี่ลมอลูมิเนียมในระยะเวลาอันยาวนาน อย่างน้อยก็จนถึงตอนนี้

ผู้เชี่ยวชาญของบริษัทก็กำลังพัฒนาเช่นกัน ซึ่งสามารถชาร์จไฟได้ด้วยไฟฟ้า ในกรณีนี้ อิเล็กโทรดโลหะจะไม่แตกตัวเร็วเท่ากับในกรณีของแอนะล็อกอะลูมิเนียม-อากาศ

Sidon กล่าวว่าพลังงานจากแผ่นอะลูมิเนียมแผ่นเดียวช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าวิ่งได้ประมาณ 32 กิโลเมตร (ซึ่งจะทำให้เราสันนิษฐานได้ว่าการผลิตพลังงานเฉพาะต่อจานอยู่ที่ประมาณ 7kWh) จึงมีการติดตั้งเพลทดังกล่าว 50 แผ่นในเครื่องสาธิต

แบตเตอรี่ทั้งหมดตามที่ผู้จัดการระดับสูงระบุไว้นั้นมีน้ำหนักเพียง 25 กก. ตามมาด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าพลังงานทั่วไปถึง 100 เท่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนตัวอย่างที่ทันสมัย

มีแนวโน้มว่าในกรณี รูปแบบการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าอาจมีน้ำหนักมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การเพิ่มมวลจะนำไปสู่การเตรียมแบตเตอรี่ด้วยระบบปรับอากาศและ ฝาครอบป้องกันซึ่งไม่ได้สังเกตในต้นแบบ (ตัดสินโดยวิดีโอ)

ในกรณีใด ๆ การถือกำเนิดของแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นของพลังงานที่มีลำดับความสำคัญสูงกว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน,จะเป็นข่าวดีสำหรับค่ายรถที่ลงเดิมพัน รถยนต์ไฟฟ้า— เนื่องจากช่วยขจัดปัญหาใดๆ ที่เกิดจากรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันที่มีขอบเขตจำกัด

ก่อนเราเป็นอย่างมาก ต้นแบบที่น่าสนใจแต่คำถามมากมายยังไม่ได้รับคำตอบ แบตเตอรีอะลูมิเนียม-อากาศจะถูกนำไปใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากอย่างไร? ขั้นตอนการเปลี่ยนแผ่นอลูมิเนียมจะยากแค่ไหน? จะต้องเปลี่ยนบ่อยแค่ไหน? (หลังจาก 1,500 กม. หลังจาก 5,000 กม. หรือน้อยกว่านั้น)

สื่อการตลาดที่มีอยู่ในขั้นตอนนี้ไม่ได้อธิบายว่าคาร์บอนฟุตพริ้นท์สะสมของแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ (ตั้งแต่วัตถุดิบถูกดึงออกมาจนถึงแบตเตอรี่ที่ติดตั้งในรถยนต์) จะถูกนำมาเปรียบเทียบกับลิเธียมไอออนสมัยใหม่

ประเด็นนี้น่าจะสมควรได้รับการศึกษาอย่างละเอียด และ งานวิจัยจะต้องเสร็จสิ้นก่อนที่จะมีการนำเทคโนโลยีใหม่มาใช้เป็นจำนวนมาก เนื่องจากการสกัดและการแปรรูปแร่อะลูมิเนียมและการสร้างโลหะที่ใช้งานได้นั้นเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก

อย่างไรก็ตาม สถานการณ์อื่นไม่ได้ตัดออกไป แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถเพิ่มแบตเตอรี่โลหะ-อากาศได้ แต่จะใช้สำหรับการเดินทางระยะไกลเท่านั้น นี่อาจเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจมากสำหรับผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า แม้ว่าแบตเตอรี่ชนิดใหม่จะมีปริมาณคาร์บอนฟุตพริ้นท์สูงกว่า

ขึ้นอยู่กับวัสดุ

บ้าน » ซ่อมเครื่องปั่นไฟ » ตัวรถเต็มไปด้วยอลูมิเนียม แบตเตอรี่อะลูมิเนียม แหล่งพลังงานเคมีที่มีอะลูมิเนียมแอโนด