V aprilu leta 2012 smo pisali o evoluciji tehnologije baterij za električne avtomobile. Omenjeni sta bili litij-ionska in litij-zračna tehnologija. Takrat še nismo vedeli, da je medtem podjetje z imenom Phinergy intenzivno delalo na raziskavah glede različnih vrst baterij s kombinacijo kovine in zraka. Skupaj z zrakom so med drugim uporabili aluminij in cink.
Ta teden pa je izraelsko podjetje Phinergy skupaj z velikanom na področju metalurgije aluminija Alcoa Canada predstavilo električno vozilo (EV), ki lahko s kombinacijo aluminij-zrak in litij-ionske tehnologije za shranjevanje električne energije med enim in drugim polnjenjem prevozi 1800 kilometrov. Aluminij-zračna baterija Phinergy na 100 kilogramov mase vsebuje dovolj shranjene energije za pogon vozila do 3.000 kilometrov. Če jih primerjamo z najboljšimi znanimi litij-ionskimi baterijami današnjega časa, Tesla, Model S sedan, lahko s slednjimi v najboljšem primeru prevozimo manj kot 500 kilometrov z enim samim polnjenjem, pri tem pa vgrajene baterije tehtajo vsaj 5-krat toliko.
Kako delujejo baterije aluminij-zrak? Uporabljajo zračno elektrodo, ki lahko vdihava zunanji zrak in iz njega izloča kisik. Če primerjamo to s klasičnimi baterijami, te hranijo in sproščajo kisik iz kemikalij s pomočjo tekoče ali trdne katode. Pri zračni bateriji ni treba zamenjati ali napolniti njene katode, poleg tega pa je zračna baterija veliko lažja. Kombinacija obeh lastnosti pa seveda pomeni bistveno več shranjene energije za daljše časovno obdobje.
Phinergy baterije uporabljajo porozno elektrodo z veliko površino, ki zajema kisik iz zraka. Elektroda vsebuje tudi katalizator na osnovi srebra, ki CO2 ne pusti, da bi reagirala z njo. Ta edinstven in patentiran katalizator rešuje skupni problem v tehnologiji zračnih baterij, namreč karbonizacijo elektrode, ki jo povzroča CO2.0
Da bi bile aluminij-zračne baterije še bolj ekonomične, se proizvajajo na območjih, kjer sta kapaciteta električne energije in stroški izdelave cenejša. V primeru demonstracijskega vozila, ki so ga predstavili ta teden, je bila baterija izdelana v livarni Alcoa v Baie-Comeau, Quebec, kjer se podjetje lahko zanese pretežno na vire električne energije iz hidroelektrarn.
Baterije aluminij-zrak se v daljšem časovnem obdobju izrabijo. Ko se praznijo, se kovina pretvarja v aluminijev hidroksid, vendar lahko nato baterijo v celoti recikliramo in iz nje izdelamo novo aluminij-zračno baterijo. Za uporabnika aluminij-zračne baterije bi to pomenilo vsakih nekaj mesecev zamenjavo stare baterije z novo. To bi bilo mogoče storiti na servisnih centrih, kjer bi tudi vodili evidenco teh baterij v obtoku. Podjetje Tesla je že julija lani predstavilo osnutke svojih zamisli o servisnih centrih za polnjenje in zamenjavo baterij. V predstavitvi, ki so jo pri Tesli ob tem predstavili, je bila baterija zamenjana v 90 sekundah. Tako lahko rečemo, da bi bila uvedba službe za hitro zamenjavo baterij, ki je enako hitra kot ponovno polnjenje običajnega plinskega ali dizelskega rezervoarja v avtomobilu, povsem izvedljiva.
Testni avtomobil, ki so ga pokazali na kanadski mednarodni konferenci Aluminij v začetku junija v Montrealu, je opremljen z obema sistemoma, z aluminij-zrak in litij-ionsko baterijo. Želeli so namreč predstaviti tudi možnost kombinacije obeh, saj bi na krajših mestnih vožnjah, na primer do 50 kilometrov, EV lahko poganjale litij-ionske baterije, če pa bi se vozilo uporabilo za daljša potovanja, pa bi vklopili aluminij-zračne baterije. Za vzdrževanje kemijske reakcije v aluminij-zračnem akumulatorju bi morali vozniki, ki uporabljajo testno vozilo, vsak mesec ali dva dodati nekaj običajne vode iz pipe.
Podjetje Phinergy je eksperimentiralo tudi z drugimi kovinsko-zračnimi tehnologijami. Razvili so cink-zračne baterije, ki imajo nekaj prednosti pred aluminij-zračnimi. Cink-zračne baterije so namreč izredno vzdržljive, saj lahko več tisoč ur delujejo brez kemičnega poslabšanja.
Podjetje upa, da bodo baterije kovina-zrak narejene iz aluminija in cinka postale glavni naprave za shranjevanje električne energije za transport, za podporo obnovljivim virom električne energije, za elektronske naprave , industrijo in obrambo.
Vir: http://www.21stcentech.com/aluminum-air-battery-powered-car-travels-1800-kilometers-recharge/
1800 km z novimi aluminij-zračnimi baterijami
2014_SE221_6
