ตัวรถเต็มไปด้วยอลูมิเนียม แบตเตอรี่อลูมิเนียม แหล่งพลังงานรวม

ภาษาฝรั่งเศส เรโนลต์เสนอให้ใช้แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศจากบริษัท Phinergy ในรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต ลองมาดูมุมมองของพวกเขากัน

เรโนลต์ได้ตัดสินใจเดิมพันแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่สามารถเพิ่มระยะการขับขี่ในการชาร์จครั้งเดียวได้ถึงเจ็ดเท่า ในขณะที่ยังคงขนาดและน้ำหนักของแบตเตอรี่ในปัจจุบัน เซลล์อะลูมิเนียม-อากาศ (Al-air) มีความหนาแน่นของพลังงานอย่างมหัศจรรย์ (8000 W / kg เทียบกับ 1,000 W / kg สำหรับแบตเตอรี่แบบเดิม) ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างปฏิกิริยาออกซิเดชันของอะลูมิเนียมในอากาศ แบตเตอรี่ดังกล่าวประกอบด้วยแคโทดบวกและขั้วบวกลบที่ทำจากอลูมิเนียม และระหว่างอิเล็กโทรดจะมีอิเล็กโทรไลต์แบบน้ำเป็นของเหลว

ผู้พัฒนาบริษัท แบตเตอรี่ Phinergyระบุว่ามีความก้าวหน้าอย่างมากในการพัฒนาแบตเตอรี่ดังกล่าว ข้อเสนอของพวกเขาคือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากเงิน ซึ่งทำให้สามารถใช้ออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศธรรมดาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ออกซิเจนนี้ผสมกับอิเล็กโทรไลต์เหลวและด้วยเหตุนี้จึงปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่มีอยู่ใน แอโนดอลูมิเนียม. ความแตกต่างหลัก ๆ คือ "แคโทดอากาศ" ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเมมเบรนในแจ็คเก็ตฤดูหนาวของคุณ - มีเพียง O2 เท่านั้นที่ผ่านไป ไม่ใช่คาร์บอนไดออกไซด์

แตกต่างจากแบตเตอรี่ทั่วไปอย่างไร? หลังมีเซลล์ปิดสนิท ในขณะที่องค์ประกอบอัลแอร์ต้องการ องค์ประกอบภายนอก, "เริ่มต้น" ปฏิกิริยา ข้อดีที่สำคัญคือแบตเตอรี่ Al-air ทำหน้าที่เหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ซึ่งจะผลิตพลังงานเมื่อคุณเปิดเครื่องเท่านั้น และเมื่อคุณ "ปิดอากาศ" ให้กับแบตเตอรี่ดังกล่าว ประจุทั้งหมดของแบตเตอรี่จะยังคงอยู่กับที่และไม่หายไปเมื่อเวลาผ่านไป เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ทั่วไป

แบตเตอรี่อัลแอร์ใช้อิเล็กโทรดอะลูมิเนียมระหว่างการทำงาน แต่สามารถเปลี่ยนได้ เช่น คาร์ทริดจ์ในเครื่องพิมพ์ ต้องทำการชาร์จทุกๆ 400 กม. ซึ่งจะประกอบด้วยการเพิ่มอิเล็กโทรไลต์ใหม่ ซึ่งง่ายกว่าการรอให้แบตเตอรี่ชาร์จปกติมาก

Phinergy ได้สร้าง Citroen C1 ไฟฟ้าซึ่งติดตั้งแบตเตอรี่ 25 กก. ที่มีความจุ 100 kWh สำรองพลังงานได้ 960 กม. ด้วยมอเตอร์ขนาด 50 กิโลวัตต์ (ประมาณ 67 พลังม้า) รถพัฒนาความเร็ว 130 กม. / ชม. เร่งเป็นร้อยใน 14 วินาที มีการทดสอบแบตเตอรี่ที่คล้ายกันใน Renault Zoe แต่ความจุของมันคือ 22 kWh ความเร็วสูงสุดของรถคือ 135 km / h 13.5 วินาทีเป็น "ร้อย" แต่สำรองพลังงานเพียง 210 กม.

แบตเตอรี่ใหม่มีน้ำหนักเบากว่า ราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพียงครึ่งเดียว และใช้งานได้ง่ายกว่าแบตเตอรี่ปัจจุบันในอนาคต และจนถึงตอนนี้ ปัญหาเดียวของพวกเขาคือขั้วไฟฟ้าอะลูมิเนียม ซึ่งผลิตและเปลี่ยนได้ยาก ทันทีที่ปัญหานี้ได้รับการแก้ไข เราสามารถคาดหวังกระแสความนิยมของรถยนต์ไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยยิ่งขึ้นไปอีก!

• , 20 ม.ค. 2015

เม็ดสีฟูจิโชว์นวัตกรรมแบตเตอรี่ลม-อลูมิเนียม ที่สามารถชาร์จได้ด้วยน้ำเกลือ แบตเตอรี่มีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างที่ให้มากกว่า ระยะยาวซึ่งขณะนี้มีอายุไม่ต่ำกว่า 14 วัน

วัสดุเซรามิกและคาร์บอนถูกนำมาใช้เป็นชั้นในของแบตเตอรี่อากาศ-อลูมิเนียม ผลกระทบของการกัดกร่อนของแอโนดและการสะสมของสิ่งเจือปนจากต่างประเทศถูกระงับ ส่งผลให้มากกว่า เวลานานการดำเนินการ.

แบตเตอรี่ลมอะลูมิเนียมที่มีแรงดันใช้งาน 0.7 - 0.8 V ซึ่งให้กระแสไฟ 400 - 800 mA ต่อเซลล์ มีระดับพลังงานตามทฤษฎีต่อหน่วยปริมาตรประมาณ 8100 Wh / kg นี่เป็นอันดับที่สองสำหรับ แบตเตอรี่ หลากหลายชนิด. ระดับพลังงานตามทฤษฎีต่อหน่วยปริมาตรในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือ 120–200 Wh/kg ซึ่งหมายความว่าอากาศ แบตเตอรี่อลูมิเนียมในทางทฤษฎี ความจุสามารถเกินตัวบ่งชี้ของแอนะล็อกลิเธียมไอออนได้มากกว่า 40 เท่า

แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จไฟเชิงพาณิชย์ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันใน โทรศัพท์มือถือ, แล็ปท็อปและอื่นๆ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความหนาแน่นของพลังงานยังไม่เพียงพอสำหรับใช้ในยานยนต์ไฟฟ้าในระดับอุตสาหกรรม จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคโนโลยีของแบตเตอรี่อากาศโลหะที่มีความจุพลังงานสูงสุด นักวิจัยศึกษาแบตเตอรี่โลหะ-อากาศจากลิเธียม เหล็ก อะลูมิเนียม แมกนีเซียม และสังกะสี ในบรรดาโลหะ อลูมิเนียมเป็นที่สนใจในฐานะแอโนดเนื่องจากมีความจุจำเพาะสูงและศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานสูง นอกจากนี้ อลูมิเนียมยังมีราคาถูกและเป็นโลหะรีไซเคิลมากที่สุดในโลก

แบตเตอรี่ชนิดที่เป็นนวัตกรรมใหม่ควรหลีกเลี่ยงอุปสรรคหลักในการนำโซลูชันดังกล่าวไปใช้ในเชิงพาณิชย์ กล่าวคือ ระดับสูงการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมระหว่างปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี นอกจากนี้ วัสดุด้านข้าง Al2O3 และ Al(OH)3 จะสะสมอยู่บนอิเล็กโทรด ซึ่งทำให้ปฏิกิริยาแย่ลง

เม็ดสีฟูจิระบุว่าสามารถผลิตแบตเตอรี่อากาศอลูมิเนียมชนิดใหม่ได้และสามารถใช้งานได้ภายใต้สภาวะปกติ สิ่งแวดล้อมเนื่องจากเซลล์มีความเสถียรไม่เหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่สามารถจุดไฟและระเบิดได้ วัสดุทั้งหมดที่ใช้ประกอบโครงสร้างแบตเตอรี่ (อิเล็กโทรด อิเล็กโทรไลต์) มีความปลอดภัยและราคาถูกในการผลิต

อ่าน:

เธอเป็นรายแรกของโลกที่ผลิตแบตเตอรี่อากาศ-อลูมิเนียมที่เหมาะสำหรับใช้ในรถยนต์ แบตเตอรี่ Al-Air 100 กก. มีพลังงานเพียงพอสำหรับการเดินทาง 3,000 กม. ในขนาดกะทัดรัด รถโดยสาร. Phinergy ได้สาธิตเทคโนโลยีนี้ด้วย Citroen C1 และแบตเตอรี่รุ่นที่เรียบง่าย (จาน 50 x 500g ในกล่องที่เต็มไปด้วยน้ำ) รถเดินทาง 1800 กม. ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง หยุดเพียงเพื่อเติมแหล่งน้ำ - อิเล็กโทรไลต์สิ้นเปลือง ( วีดีโอ).

อลูมิเนียมจะไม่เข้ามาแทนที่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน(ไม่ได้ชาร์จจากเต้ารับ) แต่มันเติมเต็มได้อย่างสมบูรณ์แบบ ท้ายที่สุดแล้ว 95% ของการเดินทางของรถในระยะทางสั้นๆ ซึ่งมีแบตเตอรี่มาตรฐานเพียงพอ แบตเตอรี่สำรองช่วยสำรองในกรณีที่แบตเตอรี่หมดหรือหากคุณต้องการเดินทางไกล

แบตเตอรี่ลมอลูมิเนียมสร้างกระแสผ่าน ปฏิกิริยาเคมีโลหะที่มีออกซิเจนจากอากาศโดยรอบ แผ่นอลูมิเนียม-แอโนด เซลล์เคลือบทั้งสองด้านด้วยวัสดุที่มีรูพรุนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาสีเงินที่กรอง CO 2 องค์ประกอบโลหะค่อยๆ ลดลงเป็น Al(OH) 3

สูตรทางเคมีสำหรับปฏิกิริยามีลักษณะดังนี้:

4 อัล + 3 O 2 + 6 H 2 O \u003d 4 อัล (OH) 3 + 2.71 V

นี่ไม่ใช่สิ่งแปลกใหม่ที่น่าตื่นเต้น แต่เป็นเทคโนโลยีที่รู้จักกันดี มีการใช้โดยกองทัพมานานแล้ว เนื่องจากองค์ประกอบดังกล่าวให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงเป็นพิเศษ แต่ก่อนหน้านี้ วิศวกรไม่สามารถแก้ปัญหาด้วยการกรอง CO 2 และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกี่ยวข้องได้ Phinergy อ้างว่าได้แก้ปัญหานี้แล้ว และในปี 2560 สามารถผลิตแบตเตอรี่อลูมิเนียมสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าได้ (และไม่เพียงแต่สำหรับพวกเขาเท่านั้น)

Li-ion แบตเตอรี่เทสลารุ่น S มีน้ำหนักประมาณ 1,000 กก. และมีระยะทาง 500 กม. (ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ในความเป็นจริง 180-480 กม.) สมมติว่าถ้าคุณลดเหลือ 900 กก. และเพิ่มแบตเตอรี่อลูมิเนียม มวลของรถจะไม่เปลี่ยนแปลง ช่วงของแบตเตอรี่จะลดลง 10-20% แต่ ไมล์สะสมสูงสุดโดยไม่ต้องชาร์จจะเพิ่มขึ้นถึง 3180-3480 กม.! คุณสามารถขับรถจากมอสโกไปปารีสและสิ่งอื่นจะยังคงอยู่

ในทางที่คล้ายกับแนวคิด รถไฮบริดแต่ไม่ต้องการเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีราคาแพงและเทอะทะ

ข้อเสียของเทคโนโลยีนั้นชัดเจน - แบตเตอรี่อลูมิเนียม - อากาศจะต้องเปลี่ยนใน ศูนย์บริการ. อาจจะปีละครั้งหรือมากกว่านั้น อย่างไรก็ตาม นี่เป็นขั้นตอนที่ค่อนข้างเป็นกิจวัตร เทสลามอเตอร์ปีที่แล้วแสดงให้เห็นว่า รุ่นแบตเตอรี่ S เปลี่ยนใน 90 วินาที ( วิดีโอมือสมัครเล่น).

ข้อเสียอื่น ๆ คือการใช้พลังงานในการผลิตและอาจมีราคาสูง การผลิตและรีไซเคิลแบตเตอรี่อะลูมิเนียมต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมาก นั่นคือจากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อมการใช้งานจะเพิ่มปริมาณการใช้ไฟฟ้าโดยรวมในระบบเศรษฐกิจทั้งหมดเท่านั้น แต่ในทางกลับกัน การบริโภคมีการกระจายอย่างเหมาะสมที่สุด - ปล่อยให้เมืองใหญ่เป็นพื้นที่ห่างไกลที่มีพลังงานราคาถูก ซึ่งมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำและโรงงานโลหะวิทยา

ยังไม่ทราบว่าแบตเตอรี่ดังกล่าวจะมีราคาเท่าใด แม้ว่าตัวอลูมิเนียมเองจะเป็นโลหะราคาถูก แต่แคโทดก็มีเงินราคาแพง Phinergy ไม่ได้เปิดเผยอย่างชัดเจนถึงวิธีการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับการจดสิทธิบัตร บางทีนี่อาจเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน

แต่สำหรับข้อบกพร่องทั้งหมด แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศยังคงดูเหมือนเป็นอุปกรณ์เสริมที่สะดวกมากสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า อย่างน้อยก็เป็นวิธีแก้ปัญหาชั่วคราวสำหรับปีต่อ ๆ ไป (ทศวรรษ?) จนกว่าปัญหาความจุของแบตเตอรี่จะหายไป

ในขณะเดียวกัน Phinergy กำลังทดลองกับ "แบบชาร์จไฟได้"

บ้าน » เกียร์ คลัช » ตัวรถเต็มไปด้วยอลูมิเนียม แบตเตอรี่อลูมิเนียม แหล่งพลังงานรวม