Las baterías aire-aire proporcionan un alcance de más de 1 km. ¿Defecto? Son desechables.

Hace unos días, mencionamos al "ingeniero inventivo", "padre de ocho hijos", "veterano de la marina" que "inventó baterías que usaban aluminio y un electrolito misterioso". Encontramos que el desarrollo del tema no es muy confiable, también gracias a la fuente, el Daily Mail, pero el problema debe complementarse. Si los británicos estuvieran tratando con baterías de aluminio y aire, entonces... realmente existen y realmente pueden ofrecer un alcance de miles de kilómetros.

El inventor, descrito por el Daily Mail, "el padre de ocho", fue presentado como alguien que ha creado algo completamente nuevo (un electrolito no tóxico) y ya está en conversaciones para vender su idea. Mientras tanto, el tema de las celdas de aluminio-aire se ha desarrollado durante varios años.

Pero comencemos desde el principio:

tabla de contenidos

• Baterías de aire de aluminio - Vive rápido, muere joven
  • Tesla Model 3 Long Range con una reserva de marcha de más de 1 km? Puede estar hecho
  • Baterías de aluminio/aire de Alcoa y Phinergy: aún desechables pero bien pensadas
  • Resumen o por qué criticamos al Daily Mail

Las baterías de aluminio-aire utilizan la reacción del aluminio con moléculas de oxígeno y agua. En una reacción química (las fórmulas se pueden encontrar en Wikipedia), se forma hidróxido de aluminio y, finalmente, el metal se une con el oxígeno para formar alúmina. El voltaje cae bastante rápido, y cuando todo el metal ha reaccionado, la celda deja de funcionar. A diferencia de las baterías de iones de litio, Las celdas aire-aire no se pueden recargar ni reutilizar..

Son desechables.

Sí, esto es un problema, pero las celdas tienen una característica muy importante: gigantesca densidad de energía almacenada en relación con la masa... Esto equivale a 8 kWh / kg. Mientras tanto, el nivel actual de las mejores celdas de iones de litio es de 0,3 kWh / kg.

Tesla Model 3 Long Range con una reserva de marcha de más de 1 km? Puede estar hecho

Veamos estos números: 0,3 kWh/kg para las mejores celdas de litio modernas frente a 8 kWh/kg para las celdas de aluminio. el litio es casi 27 veces peor! Incluso si tenemos en cuenta que en los experimentos, las baterías de aluminio-aire alcanzaron una densidad de "sólo" 1,3 kWh / kg (fuente), ¡esto es todavía más de cuatro veces mejor que la de las pilas de litio!

Así que no tienes que ser una gran calculadora para darte cuenta de que con la batería de largo alcance Al-air Tesla Model 3, alcanzará casi 1 km con batería en lugar de los 730 km actuales de iones de litio... ¡No es mucho menos que Varsovia a Roma, y ​​menos que Varsovia a París, Ginebra o Londres!

Desafortunadamente, con las celdas de iones de litio, después de conducir 500 kilómetros con Tesla, lo conectamos al cargador durante el tiempo sugerido por el automóvil y seguimos adelante. Al usar celdas Al-air, el conductor deberá ir a una estación donde será necesario reemplazar la batería. O sus módulos individuales.

Y aunque el aluminio es barato como elemento, tener que cocinar el elemento desde cero cada vez niega de manera efectiva las ganancias de los rangos más altos. La corrosión del aluminio también es un problema que ocurre incluso cuando la batería no está en uso, pero este problema se ha resuelto manteniendo el electrolito en un recipiente separado y bombeándolo cuando se requiere una batería de aluminio-aire.

A Phinergy se le ocurrió esto:

Baterías de aluminio/aire de Alcoa y Phinergy: aún desechables pero bien pensadas

Las baterías de aire están listas para usar comercial bueno, incluso se utilizan en aplicaciones militares. Fueron creados por Alcoa en asociación con Phinergy. En estos sistemas, el electrolito está en un recipiente separado y las celdas individuales son placas (cartuchos) que se insertan en sus compartimentos desde arriba. Parece que:

Batería de avión (aluminio-aire) de la empresa israelí Alcoa. Observe el tubo en el costado de la bomba de electrolito Alcoa (c)

La batería se inicia bombeando electrolito a través de los tubos (probablemente por gravedad, ya que la batería actúa como respaldo). Para cargar la batería, retire los cartuchos usados ​​de la batería e inserte unos nuevos.

Por lo tanto, el propietario de la máquina se llevará el sistema pesado para usarlo algún día si es necesario. Y cuando surge la necesidad de cargar, el automóvil debe ser reemplazado por una persona con las calificaciones adecuadas.

En comparación con las celdas de iones de litio, las ventajas de las celdas de aluminio y aire son los menores costos de producción, la ausencia de cobalto y la reducción de las emisiones de dióxido de carbono durante la producción. La desventaja es el uso único y la necesidad de reciclar los cartuchos usados:

Resumen o por qué criticamos al Daily Mail

Las celdas de combustible de aluminio-aire (Al-air) ya existen, se usan a veces y se han trabajado intensamente en los últimos diez años más o menos. Sin embargo, debido a la creciente densidad de energía de las celdas de iones de litio y la posibilidad de que se recarguen repetidamente, el tema se ha desvanecido: especialmente en la industria automotriz, donde reemplazar regularmente millones de baterías es una tarea vertiginosa..

Sospechamos que el inventor descrito por el Daily Mail probablemente no inventó nada, sino que construyó él mismo la celda de aluminio y aire. Si, como él describe, bebió electrolito en demostraciones, debe haber usado agua pura para este propósito:

> ¿El padre de ocho hijos inventó la batería de 2 km? Mmm, sí, pero no 🙂 [Daily Mail]

El mayor problema con las baterías de aluminio-aire no es que no existan, existen. El problema con ellos son los costos únicos y los altos costos de reemplazo. Invertir en una celda de este tipo tarde o temprano perderá sentido económico en comparación con las baterías de iones de litio, porque "cargar" requiere una visita al taller y un trabajador calificado.

Hay unos 22 millones de coches en Polonia. Según la Oficina Central de Estadística de Polonia (GUS), conducimos una media de 12,1 mil kilómetros al año. Entonces, si asumimos que las baterías de aluminio-aire se reemplazarán en promedio cada 1 kilómetro (para un cálculo simplificado), cada uno de estos autos tendría que visitar el garaje 210 veces al año. Cada uno de estos autos visitó el taller cada 10 días en promedio.

603 coches esperan baterías TODOS LOS DÍAS., ¡también los domingos! Pero tal reemplazo requiere succión de electrolito, reemplazo de módulos, verificar todo esto. Alguien también tendrá que recopilar estos módulos usados ​​de todo el país para procesarlos más tarde.

¿Entiendes ahora de dónde vinieron nuestras críticas?

Nota editorial www.elektrowoz.pl: El mencionado artículo del Daily Mail afirma que se trata de una "pila de combustible" y no de una "batería". Sin embargo, para ser honesto, se debe agregar que “las pilas de combustible "entran dentro de la definición de" acumulador "vigente en Polonia. (ver, por ejemplo, AQUÍ). Sin embargo, mientras que una batería de aluminio-aire puede (y debe) llamarse pila de combustible, una batería de iones de litio no puede llamarse así.

Una pila de combustible funciona según el principio de sustancias suministradas externamente, que a menudo incluyen oxígeno, que reacciona con otro elemento para formar un compuesto y liberar energía. Por tanto, la reacción de oxidación es más lenta que la combustión, pero más rápida que la corrosión normal. Para revertir el proceso, a menudo se requiere un tipo de dispositivo completamente diferente.

Por otro lado, en una batería de iones de litio, los iones se mueven entre los electrodos, por lo que no hay oxidación.

Nota 2 de la edición www.elektrowoz.pl: el subtítulo “vive intensamente, muere joven” está tomado de uno de los estudios sobre este tema. Nos gusta esto porque describe las características específicas de las celdas de aire de aluminio.

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