Паветрана-паветраныя батарэі забяспечваюць далёкасць дзеяння больш за 1 кіламетр. Дэфект? Яны аднаразовыя.

Некалькі дзён таму мы закранулі тэму "інжынер-вынаходнік", "бацька васьмярых дзяцей", "ветэран флоту", які "вынайшаў батарэі, у якіх выкарыстоўваўся алюміній і загадкавы электраліт". Мы злічылі развіццё тэмы не вельмі надзейным таксама дзякуючы крыніцы, Daily Mail, але праблему неабходна дапоўніць. Калі ангельцы мелі справу з алюмініева-паветранымі батарэямі, то яны… сапраўды існуюць і сапраўды могуць прапаноўваць далёкасць дзеяння тысячы кіламетраў.

Вынаходнік, апісаны Daily Mail, "бацька васьмярых дзяцей", быў прадстаўлены як чалавек, які стварыў нешта зусім новае (нетаксічны электраліт) і ўжо вядзе перамовы аб продажы сваёй ідэі. Між тым тэма алюмініева-паветраных ячэек распрацоўвалася некалькі гадоў.

Але пачнем з самага пачатку:

Змест

• Алюмініева-паветраныя батарэі - жыві інтэнсіўна, памры маладымі
  • Tesla Model 3 Long Range з запасам ходу 1+ км? Можа быць зроблена
  • Алюмініевыя / паветраныя батарэі Alcoa і Phinergy усё яшчэ аднаразовыя, але добра прадуманыя
  • Рэзюмэ ці чаму мы крытыкавалі Daily Mail

У алюмініева-паветраных батарэях выкарыстоўваецца рэакцыя алюмінію з кіслародам і малекуламі вады. У хімічнай рэакцыі (формулы можна знайсці ў Вікіпедыі) утворыцца гідраксід алюмінію, і ў канчатковым выніку метал звязваецца з кіслародам з утварэннем аксіду алюмінію. Напружанне даволі хутка падае, і калі ўвесь метал прарэагаваў, ячэйка перастае працаваць. У адрозненне ад літый-іённых акумулятараў, Паветрана-паветраныя элементы нельга перазараджваць і выкарыстоўваць паўторна..

Яны аднаразовыя.

Так, гэта праблема, але ў клетак ёсць адна вельмі важная асаблівасць: гіганцкая шчыльнасць назапашанай энергіі ў адносінах да масы. Гэта складае 8 квтч / кг. Між тым, бягучы ўзровень лепшых літый-іённых элементаў складае 0,3 квтч / кг.

Tesla Model 3 Long Range з запасам ходу 1+ км? Можа быць зроблена

Давайце паглядзім на гэтыя лічбы: 0,3 квтч / кг для лепшых сучасных літыевых элементаў супраць 8 квтч / кг для алюмініевых элементаў - літый амаль у 27 разоў горш! Нават калі ўлічыць, што ў эксперыментах алюмініева-паветраныя батарэі дасягнулі шчыльнасці «ўсяго» 1,3 квтч / кг (крыніца), гэта ўсё роўна больш за ў чатыры разу лепш, чым у літыевых элементаў!

Так што вам не трэба быць выдатным калькулятарам, каб зразумець, што з акумулятарам Al-air Tesla Model 3 Long Range ён дасягне амаль 1 км на акумулятары замест цяперашніх 730 км для літый-іённых.. Гэта не нашмат менш, чым з Варшавы ў Рым, і менш, чым з Варшавы ў Парыж, Жэневу ці Лондан!

Нажаль, з літый-іённымі элементамі, праехаўшы 500 кіламетраў з Tesla, мы падлучаем яго да зараднай прылады на час, прапанаваны аўтамабілем, і ідзем далей. Пры выкарыстанні элементаў Al-air кіроўцу давядзецца ехаць на станцыю, дзе неабходна будзе замяніць акумулятар. Або яго асобныя модулі.

І хоць алюміній як элемент танных, неабходнасць кожны раз рыхтаваць элемент з нуля эфектыўна зводзіць на нішто выйгрыш ад больш высокіх дыяпазонаў. Карозія алюмінія таксама ўяўляе сабой праблему, якая мае месца, нават калі акумулятар не выкарыстоўваецца, але гэтая праблема была вырашана шляхам захоўвання электраліта ў асобным кантэйнеры і яго перапампоўванні, калі патрабуецца алюмініева-паветраная батарэя.

Гэта прыдумаў Phinergy:

Алюмініевыя / паветраныя батарэі Alcoa і Phinergy усё яшчэ аднаразовыя, але добра прадуманыя

Паветраныя батарэі гатовы да выкарыстання камерцыйны ну, яны нават выкарыстоўваюцца ў ваенных дадатках. Яны былі створаны Alcoa сумесна з Phinergy. У гэтых сістэмах электраліт знаходзіцца ў асобным кантэйнеры, а асобныя вочкі ўяўляюць сабой пласціны (картрыджы), устаўленыя ў свае адсекі зверху. Гэта выглядае як:

Авіяцыйная батарэя (алюміній-паветра) ізраільскай кампаніі Alcoa. Звярніце ўвагу на трубку на баку прылады, які перапампоўвае электраліт Alcoa (c)

Запуск акумулятара ажыццяўляецца шляхам прапампоўкі электраліта па трубках (верагодна, пад дзеяннем сілы цяжару, паколькі акумулятар дзейнічае як рэзервовы). Каб зарадзіць акумулятар, вы вымаеце выкарыстаныя картрыджы з акумулятара і ўстаўляеце новыя.

Такім чынам, уладальнік машыны возьме з сабой цяжкую сістэму, каб аднойчы ў выпадку неабходнасці выкарыстоўваць яе. А калі ўзнікне неабходнасць у зарадцы, аўтамабіль павінен быць заменены асобай з адпаведнай кваліфікацыяй.

У параўнанні з літый-іённымі элементамі, перавагі алюмініева-паветраных элементаў заключаюцца ў нізкім кошце вытворчасці, адсутнасці неабходнасці ў выкарыстанні кобальту і зніжаных выкідах вуглякіслага газу падчас вытворчасці. Недахопам з'яўляецца разавае выкарыстанне і неабходнасць перапрацоўкі скарыстаных картрыджаў:

Рэзюмэ ці чаму мы крытыкавалі Daily Mail

Алюмініева-паветраныя паліўныя элементы (Al-паветра) ужо існуюць, часам выкарыстоўваюцца, і працы над імі вядуцца даволі інтэнсіўна ў апошнія дзесяць ці каля таго гадоў. Аднак з-за якая павялічваецца шчыльнасці энергіі літый-іённых элементаў і магчымасці іх шматразовай падзарадкі тэма змеркла - асабліва ў аўтамабільнай прамысловасці, дзе рэгулярная замена мільёнаў батарэй - галавакружная задача..

Мы падазраём, што вынаходнік, апісаны Daily Mail, верагодна, нічога не вынайшаў, а сам сканструяваў алюмініева-паветранае вочка. Калі, як ён апісвае, ён піў электраліт на дэманстрацыях, ён, мусіць, выкарыстаў для гэтай мэты чыстую ваду:

> Бацька васьмярых дзяцей вынайшаў акумулятар на 2 км? Ммм, так, але не 🙂 [Daily Mail]

Самая вялікая праблема з алюмініева-паветранымі батарэямі не ў тым, што іх няма - яны існуюць. Праблема з імі ў разавых выдатках і высокага кошту замены. Укладанні ў такі элемент рана ці позна страцяць эканамічны сэнс у параўнанні з літый-іённымі акумулятарамі, таму што для "зарадкі" патрабуецца наведванне майстэрні і кваліфікаваны працоўны.

У Польшчы каля 22 мільёнаў аўтамабіляў. Па дадзеных Цэнтральнага статыстычнага ўпраўлення Польшчы (GUS), мы праязджаем у сярэднім 12,1 тысячы кіламетраў у год. Такім чынам, калі мы выкажам здагадку, што паветрана-алюмініевыя батарэі будуць замяняцца ў сярэднім кожныя 1 кіламетраў (для спрошчанага разліку), кожная з гэтых машын павінна будзе наведваць гараж 210 разоў у год. Кожная з гэтых машын наведвала гараж у сярэднім кожныя 10 дзён.

603 машын чакаюць батарэйкі КОЖНЫ ДЗЕНЬ., таксама па нядзелях! А бо такая замена патрабуе адсмоктвання электраліта, замены модуляў, праверкі ўсяго гэтага. Камусьці таксама давядзецца збіраць гэтыя выкарыстаныя модулі з усёй краіны, каб апрацоўваць іх пазней.

Цяпер вы разумееце, адкуль узялася наша крытыка?

Заўвага рэдакцыі www.elektrowoz.pl: у вышэйзгаданым артыкуле Daily Mail гаворыцца, што гэта "паліўны элемент", а не "батарэя". Аднак, шчыра кажучы, варта дадаць, што “паліўныя элементы» падпадаюць пад вызначэнне «акумулятар», якое дзейнічае ў Польшчы. (гл., напрыклад, ТУТ). Аднак, у той час як паветрана-алюмініевую батарэю можна (і трэба) зваць паліўным элементам, літый-іённую батарэю так зваць нельга.

Паліўны элемент працуе па прынцыпе рэчываў, якія падаюцца звонку, часта ўключаючы кісларод, які ўступае ў рэакцыю з іншым элементам, утворачы злучэнне і вылучаючы энергію. Такім чынам, рэакцыя акіслення працякае павольней, чым гарэнне, але хутчэй, чым звычайная карозія. Для рэверсавання працэсу часцей за ўсё патрабуецца прылада зусім іншага тыпу.

З іншага боку, у літый-іённым акумулятары іёны перамяшчаюцца паміж электродамі, таму акісленне адсутнічае.

Заўвага 2 рэдакцыі www.elektrowoz.pl: падзагаловак "жыві інтэнсіўна, памры маладым" узяты з аднаго з даследаванняў на гэтую тэму. Нам гэта падабаецца, таму што ён апісвае спецыфіку алюмініева-паветраных ячэек.

Гэта можа вас зацікавіць: