Baterai udara-ke-udara menyediakan jangkauan lebih dari 1 km. Cacat? Mereka sekali pakai.

Beberapa hari yang lalu, kami menyinggung "insinyur inventif", "ayah delapan anak", "veteran angkatan laut" yang "menemukan baterai yang menggunakan aluminium dan elektrolit misterius". Kami menemukan pengembangan topik tidak terlalu dapat diandalkan - juga berkat sumbernya, Daily Mail - tetapi masalahnya perlu ditambah. Jika Inggris berurusan dengan baterai aluminium-udara, maka mereka ... benar-benar ada dan benar-benar dapat menawarkan jangkauan ribuan kilometer.

Penemunya, yang digambarkan oleh Daily Mail, "bapak delapan", ditampilkan sebagai seseorang yang telah menciptakan sesuatu yang sama sekali baru (elektrolit tidak beracun) dan sedang dalam pembicaraan untuk menjual idenya. Sementara itu, topik sel aluminium-udara telah dikembangkan selama beberapa tahun.

Tapi mari kita mulai dari awal:

daftar isi

• Baterai Aluminium Air - Hidup Cepat, Mati Muda
  • Tesla Model 3 Jarak Jauh dengan cadangan daya 1+ km? Mungkin selesai
  • Baterai aluminium/udara Alcoa dan Phinergy - masih dapat dibuang tetapi dipikirkan dengan matang
  • Ringkasan atau mengapa kami mengkritik Daily Mail

Baterai aluminium-udara menggunakan reaksi aluminium dengan molekul oksigen dan air. Dalam reaksi kimia (rumus dapat ditemukan di Wikipedia), aluminium hidroksida terbentuk, dan akhirnya ikatan logam dengan oksigen membentuk alumina. Tegangan turun agak cepat, dan ketika semua logam bereaksi, sel berhenti bekerja. Tidak seperti baterai lithium-ion, Sel udara-ke-udara tidak dapat diisi ulang atau digunakan kembali..

Mereka sekali pakai.

Ya, ini adalah masalah, tetapi sel memiliki satu fitur yang sangat penting: kepadatan raksasa energi yang tersimpan dalam kaitannya dengan massa... Ini berjumlah 8 kWh / kg. Sementara itu, level sel lithium-ion terbaik saat ini adalah 0,3 kWh/kg.

Tesla Model 3 Jarak Jauh dengan cadangan daya 1+ km? Mungkin selesai

Mari kita lihat angka-angka ini: 0,3 kWh/kg untuk sel litium modern terbaik vs. 8 kWh/kg untuk sel aluminium - lithium hampir 27 kali lebih buruk! Bahkan jika kita memperhitungkan bahwa dalam percobaan, baterai aluminium-udara mencapai kepadatan "hanya" 1,3 kWh / kg (sumber), ini masih lebih dari empat kali lebih baik daripada sel lithium!

Jadi, Anda tidak perlu menjadi kalkulator yang hebat untuk mengetahuinya dengan baterai Al-air Tesla Model 3 Jarak Jauh itu akan mencapai hampir 1 km pada baterai, bukan 730 km saat ini untuk lithium-ion... Ini tidak kurang dari Warsawa ke Roma, dan kurang dari Warsawa ke Paris, Jenewa atau London!

Sayangnya, dengan sel lithium-ion, setelah berkendara 500 kilometer dengan Tesla, kami menghubungkannya ke pengisi daya untuk waktu yang disarankan oleh mobil dan melanjutkan. Saat menggunakan sel Al-air, pengemudi harus pergi ke stasiun di mana baterai perlu diganti. Atau modul individualnya.

Dan sementara aluminium murah sebagai elemen, harus memasak elemen dari awal setiap kali secara efektif meniadakan keuntungan dari rentang yang lebih tinggi. Korosi aluminium juga merupakan masalah yang terjadi bahkan saat baterai tidak digunakan, tetapi masalah ini telah diselesaikan dengan menyimpan elektrolit dalam wadah terpisah dan memompanya saat baterai aluminium-udara diperlukan.

Phinergy muncul dengan ini:

Baterai aluminium/udara Alcoa dan Phinergy - masih dapat dibuang tetapi dipikirkan dengan matang

Baterai udara siap digunakan komersial baik, mereka bahkan digunakan dalam aplikasi militer. Mereka diciptakan oleh Alcoa dalam kemitraan dengan Phinergy. Dalam sistem ini, elektrolit berada dalam wadah terpisah, dan sel-sel individual adalah pelat (kartrid) yang dimasukkan ke dalam kompartemennya dari atas. Sepertinya:

Baterai pesawat (aluminium-udara) dari perusahaan Israel Alcoa. Perhatikan tabung di samping pompa elektrolit Alcoa (c)

Baterai dimulai dengan memompa elektrolit melalui tabung (mungkin dengan gravitasi, karena baterai bertindak sebagai cadangan). Untuk mengisi baterai, Anda mengeluarkan kartrid bekas dari baterai dan memasukkan yang baru.

Dengan demikian, pemilik mesin akan membawa sistem yang berat itu untuk digunakan suatu hari nanti jika perlu. Dan ketika muncul kebutuhan untuk pengisian, mobil harus diganti oleh seseorang dengan kualifikasi yang sesuai.

Dibandingkan dengan sel lithium-ion, keunggulan sel aluminium-udara adalah biaya produksi yang lebih rendah, tidak perlu kobalt, dan pengurangan emisi karbon dioksida selama produksi. Kerugiannya adalah penggunaan satu kali dan kebutuhan untuk mendaur ulang kartrid bekas:

Ringkasan atau mengapa kami mengkritik Daily Mail

Sel bahan bakar aluminium-udara (Al-air) sudah ada, kadang-kadang digunakan, dan telah dikerjakan dengan cukup intensif dalam sepuluh tahun terakhir ini. Namun, karena kepadatan energi sel lithium-ion yang meningkat dan kemungkinan pengisian ulangnya berulang kali, topiknya memudar - terutama di industri otomotif, di mana mengganti jutaan baterai secara teratur adalah tugas yang memusingkan..

Kami menduga bahwa penemu yang dijelaskan oleh Daily Mail mungkin tidak menemukan apa pun, tetapi membangun sel aluminium-udara itu sendiri. Jika, seperti yang dia jelaskan, dia minum elektrolit dalam demonstrasi, dia pasti menggunakan air murni untuk tujuan ini:

> Ayah delapan anak menemukan baterai 2 km? Mmm, ya, tapi tidak [Daily Mail]

Masalah terbesar dengan baterai aluminium-air bukanlah karena tidak ada - baterai memang ada. Masalah dengan mereka adalah biaya satu kali dan biaya penggantian yang tinggi. Berinvestasi dalam sel seperti itu cepat atau lambat akan kehilangan akal ekonomi dibandingkan dengan baterai lithium-ion, karena "pengisian" memerlukan kunjungan ke bengkel dan pekerja terampil.

Ada sekitar 22 juta mobil di Polandia. Menurut Kantor Statistik Pusat Polandia (GUS), kami berkendara rata-rata 12,1 ribu kilometer per tahun. Jadi, jika kita berasumsi bahwa baterai aluminium-udara akan diganti rata-rata setiap 1 kilometer (untuk perhitungan yang disederhanakan), masing-masing mobil ini harus mengunjungi bengkel 210 kali setahun. Masing-masing mobil ini mengunjungi garasi rata-rata setiap 10 hari.

603 mobil menunggu baterai SETIAP HARI., juga pada hari Minggu! Tetapi penggantian seperti itu membutuhkan pengisapan elektrolit, penggantian modul, pemeriksaan semua ini. Seseorang juga harus mengumpulkan modul bekas ini dari seluruh negeri untuk diproses nanti.

Sekarang apakah Anda mengerti dari mana kritik kami berasal?

Catatan Editorial www.elektrowoz.pl: Artikel Daily Mail tersebut menyatakan bahwa ini adalah "sel bahan bakar" dan bukan "baterai". Namun, sejujurnya, perlu ditambahkan bahwa “sel bahan bakar "termasuk dalam definisi" akumulator "berlaku di Polandia. (lihat, misalnya, DI SINI). Namun, sementara baterai aluminium-udara dapat (dan seharusnya) disebut sebagai sel bahan bakar, baterai lithium-ion tidak dapat disebut demikian.

Sel bahan bakar bekerja berdasarkan prinsip zat yang dipasok dari luar, sering kali termasuk oksigen, yang bereaksi dengan elemen lain untuk membentuk senyawa dan melepaskan energi. Dengan demikian, reaksi oksidasi lebih lambat dari pembakaran, tetapi lebih cepat dari korosi normal. Untuk membalikkan proses, jenis perangkat yang sama sekali berbeda sering kali diperlukan.

Di sisi lain, dalam baterai lithium-ion, ion bergerak di antara elektroda, sehingga tidak ada oksidasi.

Catatan 2 untuk edisi www.elektrowoz.pl: subtitle "live intens, die young" diambil dari salah satu studi tentang topik ini. Kami menyukai ini karena menggambarkan spesifikasi sel udara aluminium.

Ini mungkin menarik bagi Anda: