Home-theater-designers
Terwijl de EV-markt aan kracht blijft winnen, maken sommige autokopers zich nog steeds zorgen over de actieradius en de veiligheid van lithium-ionbatterijen. Om deze terechte zorgen weg te nemen, wordt er veel geld en tijd besteed aan het ontwikkelen van nieuwe batterijtechnologieën.
De afgelopen jaren hebben bedrijven geïnvesteerd in een oude maar verbeterde batterij op basis van aluminium en lucht, die de EV-industrie aanzienlijk kan vooruithelpen. De aluminium-lucht (Al-air) batterij lijkt een game-changer voor EV-batterijen, maar is het allemaal een hype?
MAKEUSEVAN VIDEO VAN DE DAG
Wat is een aluminium-luchtbatterij?
Elektrische voertuigen spelen een cruciale rol in het bereiken van een netto-nul toekomst. Echter, bereik angst en veiligheidsvragen over lithium-ionbatterijen zijn wegversperringen die de groei van de EV-markt belemmeren. Lithium-ionbatterijen hebben de EV-revolutie geleid, maar het is nog steeds beperkt tot een bereik van 400 mijl, wat problemen kan opleveren tijdens lange autoritten.
hoe een paypal-account te openen om geld te ontvangen?
Het gedoe van het vinden van een laadstation in afgelegen gebieden en wachten tot je EV is opgeladen, kan potentiële kopers afschrikken. Andere waargenomen problemen met lithiumbatterijen, zoals degradatie van de batterij, lekkages en overladen, helpen ook niet veel. Met alle andere batterijtechnologie die er is, krijgen Al-air-batterijen zoveel aandacht omdat ze niet hoeven te worden opgeladen.
Het concept van deze batterijen dateert uit de jaren 60. Maar omdat het elektrolyt gevaarlijk bijtend en giftig was, kon het niet commercieel worden gebruikt. Trevor Jackson, een ingenieur bij de Britse Royal Navy, begon in 2001 te experimenteren met de batterij, waardoor deze veilig in gebruik was. Al-air-batterijen zijn gemaakt van een plaat van een aluminiumlegering als anode, een luchtkathode, een niet-giftige elektrolyt zoals water en een zilverkatalysator.
Hoe werkt een aluminium-luchtbatterij?
Traditionele EV-batterijen hebben twee elektroden, een kathode en een anode van verschillende materialen, met daartussen een elektrolyt. Wanneer de batterij wordt gebruikt, stromen ionen van de anode door de elektrolyt naar de kathode. Tijdens het opladen stromen de ionen in tegengestelde richting terug naar de anode.
Al-air-batterijen werken op dezelfde manier als een brandstofcel. Het gebruikt aluminium aan de anode en zuurstof aan de kathode. Het resultaat is een veel hogere energiedichtheid. Ongeveer acht tot negen keer groter dan de huidige lithium-ionbatterijen die in EV's worden gebruikt, een aanzienlijke vermogenstoename. Energiedichtheid meet hoeveel energie een batterij kan opslaan per massa-eenheid. Vermogensdichtheid meet hoeveel momentane energie het kan leveren per massa-eenheid.
De anode geeft elektronen vrij als aluminium oxideert, terwijl de kathode zuurstof reduceert om elektronen vrij te maken, waardoor elektrische energie wordt gegenereerd. Een belasting kan worden aangedreven door de elektrische stroom die wordt gegenereerd door elektronen die door een extern circuit bewegen. Het eindresultaat is een wit poeder dat zich op de anode vormt.
is het slecht om je telefoon 's nachts op te laden?
Voordelen en nadelen van aluminium-luchtbatterijen
Aluminium is de derde meest voorkomende natuurlijke hulpbron in de aardkorst en is het meest voorkomende metaal op aarde, dus we zullen waarschijnlijk nooit opraken. Door zijn zachtheid is aluminium gemakkelijk te bewerken en stabiel in tegenstelling tot lithium. Bovendien is het niet giftig. De volgende zijn andere voordelen van Al-air-batterijen ten opzichte van lithium-ionbatterijen:
- Goedkoper om te maken
- Stabiliteit
- Lagere CO2-voetafdruk in termen van mijnbouw en raffinage
- Slaat veel meer energie op
- Lichter dan de meeste andere batterijen doordat de batterij is gemaakt van aluminium en lucht
- Zeer recyclebaar
Ondanks de voordelen zijn er een paar nadelen aan deze batterij. Ten eerste heeft het het nadeel dat het een primaire batterij is. In wezen kan het niet worden opgeladen als de batterij leeg of leeg is. Bovendien corrodeert de lucht in de batterij de aluminiumanode. Daarom moet de aluminium plaat in de batterij worden vervangen, wat kostbaar kan zijn. Bovendien kunnen de productiekosten van batterijen worden beïnvloed door de fluctuerende prijs van zilver in de batterij.
Problemen met lithium-ionbatterijen
Wetenschappers hebben betere batterijen ontwikkeld vanwege de nadelen van lithium-ionbatterijen die de EV-markt domineren. Lithium, nikkel en kobalt die in lithium-ionbatterijen worden gebruikt, zijn zeldzame aardmetalen die alleen in bepaalde delen van de wereld worden aangetroffen. Momenteel zijn elektrische voertuigen goed voor 6% van de voertuigen op de weg, en de winning van deze metalen is in volle gang; stel je voor wanneer het aantal EV's stijgt tot 50% of 80%. Andere nadelen van lithium-ionbatterijen zijn de volgende:
selecteer alles van één kleur photoshop
- Duur om te produceren, hoewel de prijzen zijn gedaald
- Lithium-instabiliteit
- Stress op het landelijke net
- Dure en geavanceerde laadnetwerken
- Milieueffecten in verband met mijnbouw en raffinage, hoewel er meer lithiumbatterijen worden gerecycled
Batterij wisselen versus opladen
Er zijn factoren waarmee u rekening moet houden bij het overwegen: batterij wisselen versus opladen . Om hetzelfde bereik per lading te krijgen, zou een batterijpakket nodig zijn dat 1/8 zo groot is als een lithium-ionbatterij. Door het lichtere gewicht van Al-air-batterijen kunnen EV's verder reizen, waardoor de algehele efficiëntie toeneemt.
Het zal ook gemakkelijker en handiger zijn om de batterij op een locatie in de EV te verpakken die gemakkelijk toegankelijk is, zodat deze indien nodig gemakkelijk kan worden verwisseld. Sommige bedrijven schatten dat de batterijwisseltijd van een aluminium-lucht EV slechts drie minuten bedraagt, waardoor EV-bezitters snel weer op weg kunnen.
Volgens schattingen gaan Al-air-batterijen ongeveer 5.400 mijl mee. De vraag is: waarom zou iemand deze route gaan in plaats van op te laden? Met een door Al-air aangedreven EV kun je veel verder gaan zonder een laadstation te vinden. Een andere reden is dat het veel goedkoper is om je lege Al-air-batterij te vervangen door een gerecyclede batterij kosten van het verwisselen van een Tesla-batterij . Aangezien het enige vervangbare onderdeel de aluminium platen zijn, die 100% gerecycled kunnen worden, betaalt u voor de kilometers die u rijdt.
Zijn aluminium-luchtbatterijen de toekomst?
Het is mogelijk om Al-air-batterijen te gebruiken in de elektrische voertuigen van vandaag. Deze batterijen zullen waarschijnlijk in populariteit toenemen naarmate batterijwisselstations vaker voorkomen. Tot die tijd kunnen ze ook worden gebruikt om het bereik van EV's met lithium-ionbatterijen uit te breiden, waardoor het probleem wordt opgelost dat u moet opladen wanneer u dat niet kunt.
Uiteindelijk zullen EV-kopers de mogelijkheid hebben om batterijen te verwisselen of hun voertuigen op te laden, waardoor uiteindelijk een meer veelzijdige EV-markt ontstaat in ieders voordeel. Hierdoor zal de transitie naar een wereld die volledig is gebaseerd op elektrische voertuigen steeds sneller gaan.