Les bateries aire-aire ofereixen una autonomia de més d'1 km. Defecte? Són d'un sol ús.

Fa uns dies, vam tocar l'"enginyer inventiu", "pare de vuit fills", "veterà de la marina" que "va inventar bateries que utilitzaven alumini i un electròlit misteriós". Hem trobat poc fiable el desenvolupament del tema -també gràcies a la font, el Daily Mail-, però cal complementar el problema. Si els britànics es tractessin amb bateries d'alumini-aire, aleshores... realment existeixen i realment poden oferir una autonomia de milers de quilòmetres.

L'inventor, descrit pel Daily Mail, "el pare de vuit", va ser presentat com algú que ha creat alguna cosa completament nou (un electròlit no tòxic) i ja està en converses per vendre la seva idea. Mentrestant, el tema de les cèl·lules d'alumini-aire s'ha desenvolupat durant diversos anys.

Però comencem des del principi:

Taula de continguts

• Bateries d'aire d'alumini: viu ràpid, mor jove
  • Tesla Model 3 de llarg abast amb una reserva d'energia de més d'1 km? Es pot fer
  • Bateries d'alumini/aire Alcoa i Phinergy - encara d'un sol ús però ben pensades
  • Resum o per què vam criticar el Daily Mail

Les bateries alumini-aire utilitzen la reacció de l'alumini amb molècules d'oxigen i aigua. En una reacció química (les fórmules es poden trobar a la Viquipèdia), es forma hidròxid d'alumini i, finalment, el metall s'uneix amb l'oxigen per formar alúmina. La tensió cau força ràpidament i, quan tot el metall ha reaccionat, la cèl·lula deixa de funcionar. A diferència de les bateries d'ions de liti, Les cèl·lules aire-aire no es poden recarregar ni reutilitzar..

Són d'un sol ús.

Sí, això és un problema, però les cel·les tenen una característica molt important: densitat gegantina d'energia emmagatzemada en relació amb la massa... Això suposa 8 kWh/kg. Mentrestant, el nivell actual de les millors cèl·lules d'ions de liti és de 0,3 kWh / kg.

Tesla Model 3 de llarg abast amb una reserva d'energia de més d'1 km? Es pot fer

Vegem aquests números: 0,3 kWh/kg per a les millors cèl·lules de liti modernes enfront de 8 kWh/kg per a cèl·lules d'alumini - el liti és gairebé 27 vegades pitjor! Fins i tot si tenim en compte que en els experiments, les bateries d'alumini-aire van assolir una densitat de "només" 1,3 kWh / kg (font), això encara és més de quatre vegades millor que la de les cèl·lules de liti!

Així que no cal ser un gran calculador per esbrinar-ho amb la bateria Al-air Tesla Model 3 de llarg abast, arribarà a gairebé 1 km amb bateria en lloc dels 730 km actuals d'ió de liti... No és molt menys que Varsòvia a Roma, i menys que Varsòvia a París, Ginebra o Londres!

Malauradament, amb cèl·lules d'ions de liti, després de conduir 500 quilòmetres amb Tesla, el connectem al carregador durant el temps que ens proposa el cotxe i seguim endavant. Quan utilitzeu cèl·lules Al-air, el conductor haurà d'anar a una estació on s'haurà de substituir la bateria. O els seus mòduls individuals.

I tot i que l'alumini és barat com a element, haver de cuinar l'element des de zero cada vegada nega efectivament els guanys dels rangs més alts. La corrosió de l'alumini també és un problema que es produeix fins i tot quan la bateria no s'utilitza, però aquest problema s'ha resolt mantenint l'electròlit en un recipient separat i bombejant-lo quan es requereix una bateria d'alumini-aire.

Phinergy va plantejar això:

Bateries d'alumini/aire Alcoa i Phinergy - encara d'un sol ús però ben pensades

Les bateries d'aire estan llestes per utilitzar comercial bé, fins i tot s'utilitzen en aplicacions militars. Van ser creats per Alcoa en col·laboració amb Phinergy. En aquests sistemes, l'electròlit es troba en un recipient separat i les cèl·lules individuals són plaques (cartutxos) inserides als seus compartiments des de dalt. Sembla que:

Bateria d'avió (alumini-aire) de l'empresa israeliana Alcoa. Observeu el tub al costat de la bomba d'electròlits Alcoa (c)

La bateria s'engega bombejant electròlit a través dels tubs (probablement per gravetat, ja que la bateria actua com a còpia de seguretat). Per carregar la bateria, traieu els cartutxos usats de la bateria i introduïu-ne de nous.

Així, el propietari de la màquina s'emportarà el pesat sistema per utilitzar-lo algun dia si cal. I quan sorgeixi la necessitat de carregar, el cotxe ha de ser substituït per una persona amb la titulació adequada.

En comparació amb les cèl·lules d'ions de liti, els avantatges de les cèl·lules d'alumini-aire són els costos de producció més baixos, la no necessitat de cobalt i les emissions de diòxid de carboni reduïdes durant la producció. El desavantatge és l'ús únic i la necessitat de reciclar els cartutxos usats:

Resum o per què vam criticar el Daily Mail

Les piles de combustible d'alumini-aire (Al-air) ja existeixen, de vegades s'utilitzen i s'han treballat amb força intensitat durant els darrers deu anys. Tanmateix, a causa de l'augment de la densitat d'energia de les cèl·lules d'ions de liti i la possibilitat de la seva recàrrega repetida, el tema s'ha esvaït: sobretot a la indústria de l'automòbil, on substituir periòdicament milions de bateries és una tasca vertiginosa..

Sospitem que l'inventor descrit pel Daily Mail probablement no va inventar res, sinó que va construir ell mateix la cèl·lula d'alumini-aire. Si, com ell descriu, va beure electròlit en demostracions, deu haver utilitzat aigua pura per a aquest propòsit:

> El pare de vuit fills va inventar la bateria de 2 km? Mmm, sí, però no 🙂 [Daily Mail]

El problema més gran de les bateries d'alumini-aire no és que no existeixin, sinó que existeixen. El problema amb ells són els costos puntuals i els alts costos de substitució. Invertir en una cèl·lula d'aquest tipus, tard o d'hora, perdrà sentit econòmic en comparació amb les bateries d'ions de liti, perquè "carregar" requereix una visita al taller i un treballador qualificat.

Hi ha uns 22 milions de cotxes a Polònia. Segons l'Oficina Central d'Estadística de Polònia (GUS), conduïm una mitjana de 12,1 mil quilòmetres per any. Per tant, si suposem que les bateries d'alumini-aire es substituiran de mitjana cada 1 quilòmetre (per a un càlcul simplificat), cadascun d'aquests cotxes hauria de visitar el garatge 210 vegades l'any. Cadascun d'aquests cotxes visitava el garatge cada 10 dies de mitjana.

603 cotxes estan esperant piles CADA DIA., també els diumenges! Però aquesta substitució requereix aspiració d'electròlits, substitució de mòduls, comprovació de tot això. Algú també haurà de recollir aquests mòduls usats d'arreu del país per poder processar-los posteriorment.

Ara enteneu d'on provenen les nostres crítiques?

Nota editorial www.elektrowoz.pl: L'article del Daily Mail esmentat anteriorment afirma que es tracta d'una "pila de combustible" i no d'una "bateria". Tanmateix, per ser sincer, cal afegir que "les piles de combustible "entren en la definició de" acumulador "vàlid a Polònia. (vegeu, per exemple, AQUÍ). Tanmateix, mentre que una bateria d'alumini-aire pot (i hauria) anomenar-se pila de combustible, una bateria d'ions de liti no es pot anomenar així.

Una pila de combustible funciona segons el principi de substàncies subministrades externament, sovint incloent oxigen, que reacciona amb un altre element per formar un compost i alliberar energia. Així, la reacció d'oxidació és més lenta que la combustió, però més ràpida que la corrosió normal. Per revertir el procés, sovint es requereix un tipus de dispositiu completament diferent.

D'altra banda, en una bateria de ions de liti, els ions es mouen entre els elèctrodes, de manera que no hi ha oxidació.

Nota 2 de l'edició www.elektrowoz.pl: el subtítol “viu intens, mor jove” és extret d'un dels estudis sobre aquest tema. Ens agrada això perquè descriu les especificitats de les cèl·lules d'aire d'alumini.

Això et pot interessar: