Home-theater-designers
Eftersom elbilsmarknaden fortsätter att ta fart, har vissa bilköpare fortfarande oro för räckvidd och litiumjonbatterisäkerhet. För att komma till rätta med dessa giltiga problem läggs mycket pengar och tid på att utveckla ny batteriteknik.
Under de senaste åren har företag investerat i ett gammalt men förbättrat batteri baserat på aluminium och luft, som har potential att avsevärt utveckla elbilsindustrin. Aluminium-luft-batteriet (Al-air) verkar vara en EV-batterispelväxlare, men är allt hype?
MAKEUSE AV DAGENS VIDEO
Vad är ett aluminium-luftbatteri?
Elfordon spelar en avgörande roll för att uppnå en framtid med nettonoll. I alla fall, räckviddsångest och säkerhetsfrågor om litiumjonbatterier är vägspärrar som hindrar tillväxten på elbilsmarknaden. Litiumjonbatterier har lett EV-revolutionen, men det är fortfarande begränsat till en räckvidd på 400 mil, vilket kan ställa till problem på långa vägresor.
Besväret med att hitta en laddstation i avlägsna områden och vänta tills din elbil är laddad kan avskräcka potentiella köpare. Andra upplevda litiumbatteriproblem, såsom batteriförsämring, läckage och överladdning, hjälper inte heller dess fall mycket. Med all annan batteriteknik där ute får Al-air-batterier så mycket uppmärksamhet eftersom de inte behöver laddas om.
hur man kopierar och klistrar in på macbook air
Konceptet med dessa batterier går tillbaka till 1960-talet. Men eftersom dess elektrolyt var farligt frätande och giftig, kunde den inte användas kommersiellt. Trevor Jackson, en ingenjörsofficer i Storbritanniens Royal Navy, började experimentera med batteriet 2001, vilket gjorde det säkert att använda. Al-air-batterier är gjorda av en aluminiumlegeringsplatta som anod, en luftkatod, en giftfri elektrolyt som vatten och en silverkatalysator.
Hur fungerar ett aluminium-luftbatteri?
Traditionella elbilsbatterier har två elektroder, en katod och en anod gjorda av olika material, med en elektrolyt emellan. När batteriet används strömmar joner från anoden genom elektrolyten till katoden. Under laddning strömmar jonerna motsatt väg tillbaka till anoden.
Al-air-batterier fungerar på samma sätt som en bränslecell. Den använder aluminium vid anoden och syre vid katoden. Resultatet är en mycket högre energitäthet. Cirka åtta till nio gånger högre än nuvarande litiumjonbatterier som används i elbilar, en betydande effektökning. Energitäthet mäter hur mycket energi ett batteri kan lagra per massaenhet. Effekttäthet mäter hur mycket momentan energi den kan leverera per massaenhet.
kan du spela playstation 3 -spel på ps4
Anoden frisätter elektroner när aluminium oxiderar, medan katoden reducerar syre för att frigöra elektroner, vilket genererar elektrisk energi. En belastning kan drivas av den elektriska ström som genereras av elektroner som rör sig genom en extern krets. Slutresultatet är ett vitt pulver som bildas på anoden.
Fördelar och nackdelar med aluminium-luftbatterier
Aluminium är den tredje vanligaste naturresursen i jordskorpan och är den vanligaste metallen på jorden, så vi kommer förmodligen aldrig att ta slut. Som ett resultat av sin mjukhet är aluminium lätt att arbeta med, och det är stabilt, till skillnad från litium. Dessutom är det giftfritt. Följande är andra fördelar med Al-air-batterier jämfört med litiumjonbatterier:
- Billigare att göra
- Stabilitet
- Lägre koldioxidavtryck när det gäller gruvdrift och raffinering
- Lagrar mycket mer energi
- Lättare än de flesta andra batterier på grund av att batteriet är tillverkat av aluminium och luft
- Mycket återvinningsbar
Trots dess fördelar finns det några nackdelar med detta batteri. För det första har det nackdelen att det är ett primärt batteri. Det kan i princip inte laddas om när batteriet är urladdat eller tomt. Dessutom korroderar luften inuti batteriet aluminiumanoden. Därför behöver aluminiumplattan i batteriet bytas ut, vilket kan bli kostsamt. Dessutom kan batteriproduktionskostnaderna påverkas av det fluktuerande priset på silver som batteriet innehåller.
Problem med litiumjonbatterier
Forskare har utvecklat bättre batterier på grund av nackdelarna med litiumjonbatterier som dominerar elbilsmarknaden. Litium, nickel och kobolt som används i litiumjonbatterier är sällsynta jordartsmetaller som bara finns i vissa delar av världen. För närvarande står elbilar för 6 % av fordonen på vägen, och brytningen av dessa metaller är på god väg; tänk dig när EV-siffrorna stiger till 50 % eller 80 %. Andra nackdelar med litiumjonbatterier inkluderar följande:
- Dyrt att producera, även om priserna har sjunkit
- Litiuminstabilitet
- Stress på det nationella nätet
- Dyra och sofistikerade laddningsnätverk
- Miljöeffekter förknippade med gruvdrift och raffinering, även om fler litiumbatterier återvinns
Batteribyte kontra laddning
Det finns faktorer att tänka på när man överväger batteribyte kontra omladdning . För att få samma räckvidd per laddning skulle ett batteripaket 1/8 av storleken på ett litiumjonbatteri behövas. På grund av den lägre vikten hos Al-air-batterier kommer elbilar att kunna resa längre, vilket ökar den totala effektiviteten.
kostnad för att byta macbook luftbatteri
Det blir också enklare och bekvämare att paketera batteriet på en plats i elbilen som är lättillgänglig så att den enkelt kan bytas ut vid behov. Vissa företag har uppskattat en batteribytestid av aluminium-luft EV-batterier på bara tre minuter, vilket gör att elbilsägare snabbt kommer tillbaka på vägen.
Enligt uppskattningar håller Al-air-batterier cirka 5 400 mil. Frågan är: varför skulle någon gå den här vägen istället för att ladda om? Med en Al-air-driven elbil kan du komma mycket längre utan att hitta en laddstation. En annan anledning är att det är mycket billigare att byta ut ditt urladdade Al-air-batteri mot ett återvunnet kostnaden för att byta ut ett Tesla-batteri . Eftersom den enda utbytbara delen är aluminiumplåtarna, som kan återvinnas till 100 %, betalar du för de mil du kör.
Är aluminium-luftbatterier framtiden?
Det är möjligt att använda Al-air-batterier i dagens elfordon. Dessa batterier kommer sannolikt att öka i popularitet när batteribytesstationer blir vanligare. Fram till dess kan de också användas för att utöka utbudet av elbilar med litiumjonbatterier, vilket löser problemet med att behöva ladda när du inte kan.
Så småningom kommer EV-köpare att ha möjlighet att byta batterier eller ladda sina fordon, vilket i slutändan skapar en mer mångsidig EV-marknad till allas fördel. Som ett resultat kommer övergången till en värld som helt är baserad på elfordon att fortsätta att accelerera.