Õhk-õhk akud tagavad tööraadiuse üle 1 km. Defekt? Need on ühekordselt kasutatavad.

Mõned päevad tagasi puudutasime "leiulist inseneri", "kaheksa lapse isa", "mereväe veterani", kes "leiutas alumiiniumi ja salapärast elektrolüüti kasutanud patareid". Leidsime, et teemaarendus pole kuigi usaldusväärne - ka tänu allikale, Daily Mailile -, kuid probleem vajab täiendamist. Kui britid tegeleksid alumiinium-õhk akudega, siis need ... on tõesti olemas ja võivad tõesti pakkuda tuhandete kilomeetrite ulatust.

Daily Maili poolt "kaheksa lapse isana" kirjeldatud leiutajat esitleti kui kedagi, kes on loonud midagi täiesti uut (mittetoksilist elektrolüüdi) ja peab juba läbirääkimisi oma idee müümiseks. Vahepeal on alumiinium-õhkelementide teemat arendatud mitu aastat.

Aga alustame päris algusest:

Sisukord

• Alumiiniumist õhkpatareid – ela kiiresti, sure noorelt
  • Tesla Model 3 pikamaa, 1+ km sõiduulatus? Võib tehtud
  • Alcoa ja Phinergy alumiinium/õhk akud - ikka ühekordsed aga hästi läbimõeldud
  • Kokkuvõte ehk miks me Daily Maili kritiseerisime

Alumiinium-õhk akud kasutavad alumiiniumi reaktsiooni hapniku ja vee molekulidega. Keemilise reaktsiooni käigus (valemid leiate Wikipediast) tekib alumiiniumhüdroksiid ja lõpuks seostub metall hapnikuga, moodustades alumiiniumoksiidi. Pinge langeb üsna kiiresti ja kui kogu metall on reageerinud, lakkab element töötamast. Erinevalt liitiumioonakudest, Õhk-õhk elemente ei saa laadida ega uuesti kasutada..

Need on ühekordselt kasutatavad.

Jah, see on probleem, kuid rakkudel on üks väga oluline omadus: hiiglaslik salvestatud energia tihedus massi suhtes. See on 8 kWh/kg. Samal ajal on parimate liitiumioonelementide praegune tase 0,3 kWh/kg.

Tesla Model 3 pikamaa, 1+ km sõiduulatus? Võib tehtud

Vaatame neid numbreid: 0,3 kWh/kg parimate kaasaegsete liitiumelementide puhul vs. 8 kWh/kg alumiiniumelementide puhul - liitium on peaaegu 27 korda halvem! Isegi kui arvestada, et katsetes on alumiinium-õhk akud saavutanud tiheduse "ainult" 1,3 kWh/kg (allikas), on see ikkagi rohkem kui neli korda parem kui liitiumakud!

Nii et sa ei pea olema suurepärane kalkulaator, et aru saada, mida Al-air Tesla Model 3 Long Range akuga jõuab see akuga peaaegu 1 km-ni praeguse liitiumioon- 730 km asemel. Seda pole palju vähem kui Varssavist Rooma ja vähem kui Varssavist Pariisi, Genfi või Londonisse!

Kahjuks ühendame liitiumioonelementidega pärast 500 kilomeetrit Teslaga sõitmist auto soovitatud ajaks laadijasse ja liigume edasi. Al-air elemente kasutades peab juht minema jaama, kus tuleb aku välja vahetada. Või selle üksikud moodulid.

Ja kuigi alumiinium kui element on odav, muudab vajadus elementi iga kord nullist ette valmistada tõhusalt olematuks kõrgemate vahemike eelised. Alumiiniumi korrosioon on ka probleem, mis tekib ka siis, kui akut ei kasutata, kuid see probleem on lahendatud nii, et elektrolüüti hoitakse eraldi konteineris ja pumbatakse, kui on vaja alumiiniumist õhkakut.

Phenergy mõtles välja selle:

Alcoa ja Phinergy alumiinium/õhk akud - ikka ühekordsed aga hästi läbimõeldud

Õhuakud on kasutusvalmis äriline noh, neid kasutatakse isegi sõjalistes rakendustes. Need lõi Alcoa koostöös Phinergyga. Nendes süsteemides on elektrolüüt eraldi konteineris ja üksikud elemendid on plaadid (kassetid), mis sisestatakse nende sektsioonidesse ülalt. See näeb välja nagu:

Iisraeli ettevõtte Alcoa lennuaku (alumiinium-õhk). Pange tähele Alcoa elektrolüüdi ülekandeseadme küljel olevaid torusid (c)

Aku käivitamine toimub elektrolüüdi pumpamisega läbi torude (tõenäoliselt gravitatsioonijõul, kuna aku toimib tagavarana). Aku laadimiseks eemaldate kasutatud kassetid akust ja sisestate uued.

Seega võtab masina omanik kaasa raske süsteemi, et ühel päeval vajadusel see kasutusele võtta. Ja kui laadimise vajadus tekib, tuleb auto välja vahetada vastava kvalifikatsiooniga inimese vastu.

Võrreldes liitiumioonelementidega on alumiinium-õhkelementide eelised madalad tootmiskulud, koobalti puudumine ja süsinikdioksiidi heitkoguste vähenemine tootmisel. Puuduseks on ühekordne kasutamine ja kasutatud kassettide taaskasutamise vajadus:

Kokkuvõte ehk miks me Daily Maili kritiseerisime

Alumiinium-õhk kütuseelemendid (Al-air) on juba olemas, neid mõnikord kasutatakse ja nende kallal on viimase kümne aasta jooksul üsna intensiivselt töödeldud. Liitiumioonelementide energiatiheduse suurenemise ja nende korduva laadimise võimaluse tõttu on aga teema tuhmunud - eriti autotööstuses, kus miljonite akude regulaarne vahetamine on peadpööritav ülesanne..

Kahtlustame, et ilmselt ei leiutanud Daily Maili kirjeldatud leiutaja midagi, vaid konstrueeris alumiinium-õhkelemendi ise. Kui ta jõi demonstratsioonidel elektrolüüti, nagu ta kirjeldab, kasutas ta selleks otstarbeks puhast vett:

> 2 km aku leiutas kaheksa lapse isa? Mmm jah, aga ei 🙂 [Daily Mail]

Alumiinium-õhkpatareide suurim probleem pole mitte see, et neid ei eksisteeri – need on olemas. Nende probleemiks on ühekordsed kulud ja suured asenduskulud. Sellisesse elemendisse investeerimine kaotab liitiumioonakudega võrreldes varem või hiljem majandusliku mõtte, sest “laadimine” eeldab töökoja külastust ja oskustöölist.

Poolas on umbes 22 miljonit autot. Poola statistika keskameti (GUS) andmetel sõidame aastas keskmiselt 12,1 tuhat kilomeetrit. Seega, kui eeldada, et alumiinium-õhkpatareid vahetatakse keskmiselt iga 1 kilomeetri järel (lihtsustatud arvutuse jaoks), peavad kõik need autod garaaži külastama 210 korda aastas. Kõik need autod käisid garaažis keskmiselt iga 10 päeva järel.

IGA PÄEV ootab akusid 603 autot., ka pühapäeviti! Kuid selline asendamine nõuab elektrolüüdi imemist, moodulite väljavahetamist, selle kõige kontrollimist. Keegi peab ka need kasutatud moodulid üle riigi kokku korjama, et neid hiljem töödelda.

Kas saate nüüd aru, kust meie kriitika tuli?

Toimetuse märkus www.elektrowoz.pl: ülalmainitud Daily Maili artiklis öeldakse, et tegemist on "kütuseelemendiga", mitte "akuga". Kuid ausalt öeldes tuleb lisada, et "kütuseelemendid" kuuluvad Poolas kehtiva „aku" määratluse alla. (vaata näiteks SIIT). Kuigi alumiinium-õhkakut võib (ja peakski) nimetama kütuseelemendiks, siis liitiumioonakut mitte.

Kütuseelement töötab väljastpoolt tarnitavate ainete põhimõttel, sealhulgas sageli hapnik, mis reageerib teise elemendiga, moodustades ühendi ja vabastades energiat. Seega on oksüdatsioonireaktsioon aeglasem kui põlemine, kuid kiirem kui tavaline korrosioon. Protsessi tagasipööramine nõuab enamasti täiesti erinevat tüüpi seadet.

Teisest küljest liiguvad liitiumioonakus ioonid elektroodide vahel, mistõttu oksüdeerumist ei toimu.

Veebi www.elektrowoz.pl toimetuse märkus 2: alapealkiri „ela kõvasti, sure noorelt” on võetud ühest selleteemalisest uurimusest. Meile meeldib see, sest see kirjeldab alumiinium-õhkelementide eripära.

See võib teile huvi pakkuda: