Home-theater-designers
Da el-markedet fortsætter med at tage fart, har nogle bilkøbere stadig bekymringer om rækkevidde og lithium-ion-batterisikkerhed. For at imødekomme disse gyldige bekymringer bliver der brugt mange penge og tid på at udvikle nye batteriteknologier.
I de senere år har virksomheder investeret i et gammelt, men forbedret batteri baseret på aluminium og luft, som har potentiale til at fremme el-industrien betydeligt. Aluminium-luft-batteriet (Al-air) ser ud til at være en EV-batteri-game-changer, men er det hele hype?
MAKEUSE AF DAGENS VIDEO
Hvad er et aluminium-luftbatteri?
Elektriske køretøjer spiller en afgørende rolle for at opnå en fremtid med netto-nul. Imidlertid, rækkevidde angst og sikkerhedsspørgsmål vedrørende lithium-ion-batterier er vejspærringer, der hæmmer væksten på el-markedet. Lithium-ion-batterier har været førende i EV-revolutionen, men det er stadig begrænset til en rækkevidde på 400 miles, hvilket kan give problemer på lange vejture.
Besværet med at finde en ladestation i fjerntliggende områder og vente, indtil din elbil er opladet, kan afskrække potentielle købere. Andre opfattede lithium-batteriproblemer, såsom batterinedbrydning, lækager og overopladning, hjælper heller ikke dets tilfælde meget. Med al den anden batteriteknologi derude, får Al-air-batterier så meget opmærksomhed, fordi de ikke skal genoplades.
Konceptet med disse batterier går tilbage til 1960'erne. Men da dens elektrolyt var farligt ætsende og giftig, kunne den ikke bruges kommercielt. Trevor Jackson, en ingeniørofficer i den britiske Royal Navy, begyndte at eksperimentere med batteriet i 2001, hvilket gjorde det sikkert at bruge. Al-air-batterier er lavet af en aluminiumslegeringsplade som anode, en luftkatode, en ikke-giftig elektrolyt som vand og en sølvkatalysator.
Hvordan fungerer et aluminium-luftbatteri?
Traditionelle EV-batterier har to elektroder, en katode og en anode lavet af forskellige materialer, med en elektrolyt imellem dem. Når batteriet bruges, strømmer ioner fra anoden gennem elektrolytten til katoden. Under opladning strømmer ionerne den modsatte vej tilbage til anoden.
Al-air batterier fungerer på samme måde som en brændselscelle. Den bruger aluminium ved anoden og oxygen ved katoden. Resultatet er en meget højere energitæthed. Omkring otte til ni gange større end nuværende lithium-ion-batterier, der bruges i elbiler, en betydelig effektforøgelse. Energitæthed måler, hvor meget energi et batteri kan lagre pr. masseenhed. Effekttæthed måler, hvor meget øjeblikkelig energi den kan levere pr. masseenhed.
Anoden frigiver elektroner, når aluminium oxiderer, mens katoden reducerer ilt for at frigive elektroner og dermed generere elektrisk energi. En belastning kan drives af den elektriske strøm, der genereres af elektroner, der bevæger sig gennem et eksternt kredsløb. Slutresultatet er et hvidt pulver, der dannes på anoden.
spil at spille med facebook venner
Fordele og ulemper ved aluminium-luftbatterier
Aluminium er den tredje mest almindeligt forekommende naturressource i jordskorpen og er det mest udbredte metal på jorden, så vi vil sandsynligvis aldrig løbe tør. Som et resultat af sin blødhed er aluminium let at arbejde med, og det er stabilt i modsætning til lithium. Desuden er det ikke-giftigt. Følgende er andre fordele ved Al-air-batterier i forhold til lithium-ion-batterier:
- Billigere at lave
- Stabilitet
- Lavere CO2-fodaftryk i form af minedrift og raffinering
- Opbevarer meget mere energi
- Lettere end de fleste andre batterier, da batteriet er lavet af aluminium og luft
- Meget genanvendeligt
På trods af dets fordele er der et par ulemper ved dette batteri. For det første har det den ulempe, at det er et primært batteri. Grundlæggende kan den ikke genoplades, når først batteriet er afladet eller tomt. Desuden tærer luften inde i batteriet aluminiumsanoden. Derfor skal aluminiumspladen i batteriet udskiftes, hvilket kan være dyrt. Derudover kan batteriproduktionsomkostningerne blive påvirket af den svingende pris på sølv, batteriet indeholder.
Problemer med lithium-ion-batterier
Forskere har udviklet bedre batterier på grund af ulemperne ved lithium-ion-batterier, der dominerer el-markedet. Lithium, nikkel og kobolt, der bruges i lithium-ion-batterier, er sjældne jordarters metaller, der kun findes i visse dele af verden. I øjeblikket tegner elbiler sig for 6 % af køretøjerne på vejen, og minedriften af disse metaller er godt i gang; forestil dig, når EV-tal stiger til 50 % eller 80 %. Andre ulemper ved lithium-ion-batterier omfatter følgende:
- Dyrt at producere, selvom priserne er faldet
- Lithium ustabilitet
- Stress på det nationale net
- Dyre og sofistikerede opladningsnetværk
- Miljøeffekter forbundet med minedrift og raffinering, selvom flere lithiumbatterier genbruges
Batteriskift versus genopladning
Der er faktorer, du skal huske på, når du overvejer batteribytte kontra genopladning . For at få samme rækkevidde pr. opladning ville der være behov for en batteripakke på 1/8 størrelsen af et lithium-ion-batteri. På grund af den lavere vægt af Al-air-batterier vil elbiler være i stand til at rejse længere, hvilket øger den samlede effektivitet.
Det vil også være nemmere og mere bekvemt at pakke batteriet på et sted i elbilen, der er let tilgængeligt, så det nemt kan skiftes ud, når det er nødvendigt. Nogle virksomheder har estimeret en udskiftningstid for EV-batterier af aluminium og luft på kun tre minutter, hvilket hurtigt får EV-ejere tilbage på vejen.
Ifølge skøn holder Al-air-batterier omkring 5.400 miles. Spørgsmålet er: hvorfor skulle nogen gå denne rute i stedet for at lade op? Med en Al-air-drevet EV kan du gå meget længere uden at finde en ladestation. En anden grund er, at det er meget billigere at udskifte dit brugte Al-air-batteri med et genbrugsbatteri omkostningerne ved at udskifte et Tesla-batteri . Da den eneste udskiftelige del er aluminiumspladerne, som kan genbruges 100 %, betaler du for de kilometer, du kører.
Er aluminium-luftbatterier fremtiden?
Det er muligt at bruge Al-air batterier i nutidens elbiler. Disse batterier vil sandsynligvis stige i popularitet, efterhånden som batteribyttestationer bliver mere udbredte. Indtil da kunne de også bruges til at udvide rækkevidden af lithium-ion batteri elbiler, hvilket løser problemet med at skulle genoplade, når du ikke er i stand til det.
I sidste ende vil elbilkøbere have mulighed for at skifte batterier eller genoplade deres køretøjer, hvilket i sidste ende skaber et mere alsidigt elbilmarked til alles fordel. Som følge heraf vil overgangen til en verden, der er fuldstændig baseret på elektriske køretøjer, fortsætte med at accelerere.