Ауа-ауа батареялары 1 км-ден астам қашықтықты қамтамасыз етеді. ақау? Олар бір реттік.
Мазмұны
Бірнеше күн бұрын біз «алюминий мен жұмбақ электролит пайдаланатын батареяларды ойлап тапқан» «өнертапқыш инженер», «сегіз баланың әкесі», «теңіз флотының ардагері» туралы сөз қозғадық. Біз тақырыптың дамуын сенімді емес деп таптық - бұл Daily Mail дереккөзінің арқасында - бірақ мәселені толықтыру керек. Егер британдықтар алюминий-ауа батареяларымен айналысса, онда олар ... шынымен де бар және мыңдаған шақырымдық диапазонды ұсына алады.
Daily Mail «сегіз баланың әкесі» деп сипаттаған өнертапқышты мүлдем жаңа нәрсе (улы емес электролит) жасаған және өз идеясын сату туралы келіссөздер жүргізіп жатқан адам ретінде ұсынылды. Алюминий-ауа жасушалары тақырыбы бірнеше жылдан бері дамып келеді.
Бірақ басынан бастайық:
Мазмұны
- Алюминий ауа батареялары - тез өмір сүреді, жас өледі
- 3+ км қуат қоры бар Tesla Model 1 Long Range? Жасалуы мүмкін
- Alcoa және Phinergy алюминий/ауа батареялары - әлі де бір реттік, бірақ жақсы ойластырылған
- Түйіндеме немесе біз Daily Mail-ді неге сынадық
Алюминий-ауа батареялары алюминийдің оттегі және су молекулаларымен реакциясын пайдаланады. Химиялық реакцияда (формулаларды Википедиядан табуға болады) алюминий гидроксиді түзіледі, ақырында металл оттегімен байланысып, алюминий тотығын түзеді. Кернеу тез төмендейді және барлық металл реакцияға түскенде, ұяшық жұмысын тоқтатады. Литий-ионды батареялардан айырмашылығы, Ауа-ауа жасушаларын қайта зарядтау немесе қайта пайдалану мүмкін емес..
Олар бір реттік.
Иә, бұл мәселе, бірақ ұяшықтардың бір маңызды қасиеті бар: жинақталған энергияның массаға қатысты үлкен тығыздығы... Бұл 8 кВтсағ/кг құрайды. Сонымен қатар, ең жақсы литий-иондық жасушалардың қазіргі деңгейі 0,3 кВт/кг құрайды.
3+ км қуат қоры бар Tesla Model 1 Long Range? Жасалуы мүмкін
Мына сандарды қарастырайық: ең жақсы заманауи литий ұяшықтары үшін 0,3 кВт/кг алюминий ұяшықтары үшін 8 кВт/кг-ға қарсы - литий 27 есе дерлік нашар! Тәжірибелерде алюминий-ауа батареялары «бар болғаны» 1,3 кВт/кг тығыздыққа жеткенін ескерсек те, бұл литий жасушаларынан төрт есе жақсы!
Сондықтан оны анықтау үшін керемет калькулятор болудың қажеті жоқ Al-air Tesla Model 3 Long Range батареясымен ол литий-ион үшін қазіргі 1 км орнына 730 км-ге жетеді.... Бұл Римге Варшавадан, Парижге, Женеваға немесе Лондонға Варшавадан кем емес!
Өкінішке орай, литий-ионды жасушалармен Tesla-мен 500 шақырым жүргеннен кейін, біз оны автомобиль ұсынған уақытқа зарядтағышқа қосып, әрі қарай жүреміз. Al-air ұяшықтарын пайдаланған кезде жүргізуші аккумуляторды ауыстыру қажет болатын станцияға баруы керек. Немесе оның жеке модульдері.
Алюминий элемент ретінде арзан болғанымен, элементті әр уақытта нөлден қайта пісіру жоғары диапазондағы кірістерді тиімді түрде жоққа шығарады. Алюминийдің коррозиясы да аккумулятор пайдаланылмаған кезде де туындайтын мәселе болып табылады, бірақ бұл мәселе электролитті бөлек контейнерде сақтау және алюминий-ауа батареясы қажет болғанда оны сору арқылы шешілді.
Финергия мынаны ойлап тапты:
Alcoa және Phinergy алюминий/ауа батареялары - әлі де бір реттік, бірақ жақсы ойластырылған
Ауа батареялары пайдалануға дайын коммерциялық олар тіпті әскери қолданбаларда да қолданылады. Оларды Alcoa Phinergy серіктестігімен жасаған. Бұл жүйелерде электролит жеке ыдыста болады, ал жеке ұяшықтар олардың бөлімдеріне жоғарыдан енгізілген пластиналар (патрондар) болып табылады. Ол келесідей көрінеді:
Израильдік Alcoa компаниясының ұшақ аккумуляторы (алюминий-ауа). Alcoa электролит сорғысының бүйіріндегі түтікке назар аударыңыз (c)
Аккумулятор түтіктер арқылы электролит айдау арқылы іске қосылады (мүмкін, ауырлық күшімен болуы мүмкін, өйткені батарея резервтік рөл атқарады). Батареяны зарядтау үшін пайдаланылған картридждерді батареядан шығарып, жаңаларын салыңыз.
Осылайша, машинаның иесі ауыр жүйені қажет болған жағдайда бір күні пайдалану үшін өзімен бірге алып кетеді. Ал зарядтау қажеттілігі туындаған кезде көлікті тиісті біліктілігі бар адам ауыстыруы керек.
Литий-иондық жасушалармен салыстырғанда, алюминий-ауа жасушаларының артықшылығы - өндіріс шығындарының төмендігі, кобальттың қажеті жоқ және өндіріс кезінде көмірқышқыл газының шығарындыларының төмендеуі. Кемшілігі - бір реттік пайдалану және пайдаланылған картридждерді қайта өңдеу қажеттілігі:
Түйіндеме немесе біз Daily Mail-ді неге сынадық
Алюминий-ауа отын элементтері (Al-air) қазірдің өзінде бар, кейде пайдаланылады және соңғы он шақты жылда өте қарқынды жұмыс істеді. Алайда, литий-иондық жасушалардың энергия тығыздығының жоғарылауына және оларды қайта зарядтау мүмкіндігіне байланысты тақырып өшіп қалды - әсіресе автомобиль өнеркәсібінде миллиондаған аккумуляторларды үнемі ауыстыру бас айналдыратын міндет болып табылады..
Біз Daily Mail сипаттаған өнертапқыш ештеңе ойлап таппаған шығар, бірақ алюминий-ауа ұяшығын өзі жасаған деп күдіктенеміз. Егер ол сипаттағандай, демонстрацияларда электролит ішсе, ол осы мақсат үшін таза суды пайдаланған болуы керек:
> Сегіз баланың әкесі 2 км батареяны ойлап тапты? Ммм, иә, бірақ жоқ 🙂 [Daily Mail]
Алюминий-ауа батареяларының ең үлкен проблемасы олардың жоқтығында емес - олар бар. Олардағы мәселе бір реттік шығындар мен ауыстырудың жоғары құны. Мұндай ұяшыққа инвестиция салу ерте ме, кеш пе, литий-иондық аккумуляторлармен салыстырғанда экономикалық мағынаны жоғалтады, өйткені «зарядтау» шеберханаға және білікті жұмысшыға баруды талап етеді.
Польшада шамамен 22 миллион автокөлік бар. Польшаның Орталық статистикалық басқармасының (GUS) мәліметтері бойынша, біз жылына орта есеппен 12,1 мың шақырым жүреміз. Демек, алюминий-ауа батареялары орташа есеппен әр 1 километр сайын ауыстырылады деп есептесек (жеңілдетілген есептеу үшін), бұл көліктердің әрқайсысы жылына 210 рет гаражға баруы керек еді. Бұл көліктердің әрқайсысы орта есеппен 10 күн сайын гаражды аралады.
Күн сайын 603 көлік аккумулятор күтеді., сонымен қатар жексенбіде! Бірақ мұндай ауыстыру электролит соруын, модульдерді ауыстыруды, мұның бәрін тексеруді қажет етеді. Біреу де осы пайдаланылған модульдерді кейінірек өңдеу үшін бүкіл елден жинауы керек.
Енді біздің сынның қайдан шыққанын түсінесіз бе?
Редакциялық ескерту www.elektrowoz.pl: Жоғарыда аталған Daily Mail мақаласында бұл «батарея» емес, «отын ұяшығы» екені айтылған. Дегенмен, шынымды айтсам, «отын элементтері Польшада жарамды «аккумулятор» анықтамасына жатады. (мысалы, ОСЫ ЖЕРДЕ қараңыз). Дегенмен, алюминий-ауа батареясын отын ұяшығы деп атауға болады (және керек), литий-ионды батареяны бұлай атауға болмайды.
Отын жасушасы қосылыс түзу және энергияны шығару үшін басқа элементпен әрекеттесетін оттегіні қоса алғанда, сырттан жеткізілетін заттар принципі бойынша жұмыс істейді. Осылайша, тотығу реакциясы жанудан баяу, бірақ қалыпты коррозиядан жылдамырақ. Процесті кері қайтару үшін жиі құрылғының мүлдем басқа түрі қажет.
Екінші жағынан, литий-ионды аккумуляторда иондар электродтар арасында қозғалады, сондықтан тотығу болмайды.
www.elektrowoz.pl басылымына 2-ескертпе: «қарқынды өмір сүр, жас өл» субтитрі осы тақырыптағы зерттеулердің бірінен алынған. Бізге бұл ұнайды, өйткені ол алюминий ауа жасушаларының ерекшеліктерін сипаттайды.
Бұл сізді қызықтыруы мүмкін:
