Co jakiś czas media informują o superpojemnych bateriach, akumulatorach, które mają w niedługim czasie pojawić sie na rynku. Zwykle na tym rewelacje się kończą.
Nowinką w tej materii jest informacja o izraelskiej firmie Phinergy założonej w 2008r, która pracuje nad akumulatorami metalowo-powietrznymi. Jednak odróżniającą tę wiadomość od innych jest fakt, że dyrektor Phinergy Aviv Tzidon, podpisał umowę z globalnym producentem samochodów, na dostarczenie swoich baterii do produkcji już w 2017 roku. To nie wszystko, ponieważ już w 2014 r. ma się pojawić na drogach model samochodu zasilany przez baterie “Aluminium-air” wyprodukowane przez Phinergy.
Izraelskie akumulatory, które można w zasadzie nazwać “Aluminium-Air-Water”, mają pozwolić na zasięg znacznie większy niż obecnie stosowane baterie litowo-jonowe, wynoszący aż 1000 mil czyli ok. 1600 km. W odróżnieniu od konwencjonalnych akumulatorów, w których jest również obecny tlen, baterie Phinergy swobodnie korzystają z tlenu czerpanego z powietrza aby uwolnić energię zawartą w metalach. Woda służy jako baza do elektrolitu, przez który przedostają się jony, wydzielając energię, która napędza silnik elektryczny. W samochodzie testowym, woda musi być uzupełniana “co kilkaset kilometrów” – raz na 200 mil.
Konwencjonalny akumulator składa się z anody i katody, gdzie waga katody to 70 % masy całkowitej akumulatora. Katoda służy również jako pojemnik np. dla tlenu – zwykle do 5 % jej ciężaru – który jest niezbędny do uwalniania energii z metalowej anody. Powoduje to, że w większości konwencjonalnych akumulatorów masa jest słabo wykorzystana. W bateriach aluminiowo-powietrznych, akumulator pobiera tlen z powietrza, a nie ze związków uwiezionych w materiałach ciężkich, dlatego właśnie baterie “metalowo-powietrzne” mają ogromny potencjał do dostarczania wysokiej gęstości energii, połączonej z niską masą.
Baterie metalowo-powietrzne nie są nowym pomysłem. Dotychczas baterie aluminiowo-powietrzne były ograniczone do zastosowań wojskowych, ze względu na konieczność usunięcia powstałego tlenku glinu i zastąpienia płyt anodowych aluminium. Baterie cynkowo-powietrzne są bardzo dobrze znane np. w aparatach słuchowych i potencjalnie stosowane w innych biologicznych implantach. IBM od dawna pracuje nad litowo-powietrznym akumulatorem i podobnie jak u Phinergy prace nad akumulatorem są ukierunkowane na stworzenie pojazdów elektrycznych dalekiego zasięgu.
Akumulatory aluminiowo-powietrzne Phinergy są nowe z dwóch powodów: po pierwsze wydaje się, że firma znalazła sposób na blokowanie dwutlenku węgla, który powoduje korozję aluminium. Po drugie, bateria faktycznie konsumuje aluminium jako paliwo, powoli wytwarzając z aluminium tlenku glinu.
W prototypie zastosowano także typowy pakiet akumulatorów litowo-jonowych, pozwalający przejechać około 160 km. Pełni on funkcję podstawowego zasobnika energii, który wystarcza do codziennych dojazdów. 25-cio kilogramowa bateria aluminiowo-powietrzna stanowi natomiast rezerwowy zasobnik energii, który ma zlikwidować obawy o niewystarczający zasięg. W praktyce bateria miałaby być używana jedynie wtedy, gdy właściciel auta potrzebuje w ciągu dnia przejechać więcej niż 160 km. Według Tzidon’a każda płyta aluminiowa ma wystarczająco dużo energii do zasilania samochodu na dystansie ok. 20 mil (może to odpowiadać ok. 7 kWh), a samochód testowy ma 50 takich płyt.
Po 1000 milach, płytki muszą być mechanicznie doładowywane, co oznacza, że muszą być fizycznie wyjęte, również akumulator musi być napełniany wodą co 200 mil, aby uzupełnić elektrolit.
Jak w przypadku każdej nowej technologii, powstaje wiele pytań. Jak łatwo byłoby zastąpić płyty aluminiowe i na jaki minimalny zakres firma określi zastąpienie płyt aluminiowych, tak aby było to opłacalne – 1000 mil, 5000 mil?
Jest to ważne ze względu na to, że wydobycie, rafinacja rudy aluminium i tworzenie z niego metalu użytkowego to bardzo energochłonny proces.
Drugim rozwiązaniem rozwijanym przez Phinergy jest technologia produkcji akumulatorów cynkowo-powietrznych, które mogą być wielokrotnie ładowanie/rozładowywane i również charakteryzują się wysokimi energiami właściwymi. Niestety dotąd tego typu ogniwa nie osiągały wysokich mocy właściwych ani trwałości. Technologia może znaleźć zastosowanie przy budowie zapasowych baterii, źródeł energii odnawialnych, zasilaniu samochodów, łodzi
Na filmiku znajduję się samochód elektryczny Citroën C1 wyposażony w baterię aluminiowo powietrzną.
Źródło:
[1] http://www.phinergy.com/default.asp?catid=%7BE0C0EE82-1E6A-44B2-9F72-6A4E77ACE1C4%7D | 04.07.2013
[2] http://www.samochodyelektryczne.org/phinergy_demonstruje_baterie_
aluminiowo-powietrzna_w_ev.htm | 04.07.2013
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium%E2%80%93air_battery | 04.07.2013
[4] P1010259 by Joshua Dickens, flickr.com, CC BY-SA 2.0