공대공 배터리는 1km 이상의 범위를 제공합니다. 결함? 그들은 일회용입니다.

며칠 전 우리는 "알루미늄과 신비한 전해질을 사용한 배터리를 발명한" "발명공학자", "여덟 아이의 아버지", "해군 참전 용사"를 언급했습니다. 출처인 Daily Mail 덕분에 주제의 전개가 그다지 신뢰할 수 없다는 것을 알았지만 문제를 보완해야 합니다. 영국인이 알루미늄-공기 배터리를 다루고 있다면 실제로 존재하며 실제로 수천 킬로미터의 범위를 제공할 수 있습니다.

Daily Mail에서 "XNUMX의 아버지"로 묘사한 발명가는 완전히 새로운 것(무독성 전해질)을 만들고 이미 그의 아이디어를 판매하기 위해 대화 중인 사람으로 소개되었습니다. 한편, 알루미늄 공기 전지에 대한 주제는 수년 동안 발전해 왔습니다.

그러나 처음부터 시작합시다.

차례

• 알루미늄 에어 배터리 - Live Fast, Die Young
  • 3+ km 범위의 Tesla Model 1 장거리? 할 수 있습니다
  • Alcoa 및 Phinergy 알루미늄/공기 배터리 - 여전히 일회용이지만 잘 고려됨
  • 요약 또는 우리가 데일리 메일을 비판한 이유

알루미늄-공기 배터리는 알루미늄과 산소 및 물 분자의 반응을 이용합니다. 화학 반응(공식은 Wikipedia에서 찾을 수 있음)에서 수산화알루미늄이 형성되고 결국 금속이 산소와 결합하여 산화알루미늄을 형성합니다. 전압은 다소 빠르게 떨어지고 모든 금속이 반응하면 셀이 작동을 멈춥니다. 리튬이온 배터리와 달리 공기-공기 요소는 재충전 및 재사용할 수 없습니다..

그들은 일회용입니다.

예, 이것은 문제이지만 세포에는 한 가지 매우 중요한 기능이 있습니다. 질량에 비해 거대한 저장된 에너지 밀도. 이것은 8kWh/kg입니다. 한편, 현재 최고의 리튬 이온 셀 수준은 0,3kWh/kg입니다.

3+ km 범위의 Tesla Model 1 장거리? 할 수 있습니다

다음 수치를 살펴보겠습니다: 최신 리튬 전지의 경우 0,3kWh/kg 대 알루미늄 전지의 경우 8kWh/kg - 리튬은 거의 27배 더 나쁩니다.! 실험에서 알루미늄-공기 배터리가 "단지" 1,3kWh/kg(출처)의 밀도를 달성했다는 점을 고려하더라도 이는 여전히 리튬 전지보다 XNUMX배 이상 우수합니다!

따라서 무엇을 알아내기 위해 뛰어난 계산기가 될 필요는 없습니다. Al-air Tesla Model 3 Long Range 배터리를 사용하면 리튬 이온의 현재 1km 대신 배터리로 거의 730km에 도달합니다.. 이것은 바르샤바에서 로마까지, 바르샤바에서 파리, 제네바 또는 런던까지보다 훨씬 적습니다!

아쉽게도 리튬이온 전지의 경우 테슬라로 500km를 주행한 후 차량에서 제시한 시간만큼 충전기에 꽂고 이동한다. Al-air 셀을 사용하는 경우 운전자는 배터리를 교체해야 하는 스테이션으로 이동해야 합니다. 또는 개별 모듈.

그리고 요소로서의 알루미늄은 저렴하지만 매번 처음부터 요소를 준비해야 하는 필요성은 더 높은 범위에서 얻을 수 있는 이점을 효과적으로 무효화합니다. 알루미늄 부식도 배터리를 사용하지 않을 때도 발생하는 문제인데 전해액을 별도의 용기에 보관했다가 알루미늄-공기 배터리가 필요할 때 펌핑해 이 문제를 해결했다.

Phinergy는 다음과 같이 생각해 냈습니다.

Alcoa 및 Phinergy 알루미늄/공기 배터리 - 여전히 일회용이지만 잘 고려됨

에어 배터리를 사용할 준비가 되었습니다. 상업적 음, 그들은 심지어 군사용으로 사용됩니다. 그들은 Phinergy와 함께 Alcoa에 의해 만들어졌습니다. 이러한 시스템에서 전해질은 별도의 용기에 있고 개별 셀은 위에서부터 해당 구획에 삽입된 플레이트(카트리지)입니다. 다음과 같습니다.

이스라엘 회사 Alcoa의 항공 배터리(알루미늄-공기). Alcoa 전해액 전달 장치(c) 측면의 튜브에 유의하십시오.

배터리 시동은 튜브를 통해 전해질을 펌핑하여 수행됩니다(배터리가 백업 역할을 하기 때문에 아마도 중력에 의해). 배터리를 충전하려면 배터리에서 사용한 카트리지를 제거하고 새 카트리지를 삽입합니다.

따라서 기계 소유자는 필요한 경우 언젠가 사용할 수 있도록 무거운 시스템을 가져갈 것입니다. 그리고 충전이 필요한 경우 해당 자격을 갖춘 사람이 차량을 교체해야 합니다.

알루미늄-공기전지는 리튬이온전지에 비해 생산원가가 저렴하고 코발트가 필요 없으며 생산과정에서 이산화탄소 배출량이 적다는 장점이 있다. 단점은 일회용이며 사용한 카트리지를 재활용해야 한다는 점입니다.

요약 또는 우리가 데일리 메일을 비판한 이유

알루미늄-공기 연료 전지(Al-air)는 이미 존재하고 있으며, 때때로 사용되고 있으며 지난 XNUMX여 년 동안 상당히 집중적으로 연구되었습니다. 그러나 리튬 이온 셀의 에너지 밀도 증가와 반복 재충전 가능성으로 인해 주제가 사라졌습니다. 특히 자동차 산업에서는 정기적으로 수백만 개의 배터리를 교체하는 것이 어지러운 작업입니다..

우리는 Daily Mail에 기술된 발명가가 아마도 아무것도 발명하지 않고 알루미늄-공기 전지를 직접 설계했다고 의심합니다. 그가 설명하는 대로 데모에서 전해질을 마셨다면 이 목적을 위해 순수한 물을 사용했을 것입니다.

> 여덟 자녀의 아버지가 2km 배터리를 발명했다고? 음 예, 아니오 🙂 [데일리 메일]

알루미늄-공기 배터리의 가장 큰 문제는 존재하지 않는다는 것이 아니라 존재한다는 것입니다. 문제는 일회성 비용과 높은 교체 비용입니다. 그러한 셀에 대한 투자는 조만간 리튬 이온 배터리에 비해 경제적 의미를 잃을 것입니다. "충전"에는 작업장 방문과 숙련된 작업자가 필요하기 때문입니다.

폴란드에는 약 22만 대의 자동차가 있습니다. 폴란드 중앙 통계청(GUS)에 따르면 우리는 연간 평균 12,1km를 운전합니다. 따라서 알루미늄-공기 배터리가 평균 1km마다 교체된다고 가정하면(간단한 계산을 위해) 이 자동차는 210년에 10번 차고를 방문해야 합니다. 이 차량들은 각각 평균 ​​XNUMX일마다 차고를 방문했습니다.

매일 603대의 자동차가 배터리를 기다리고 있습니다., 일요일에도! 그러나 이러한 교체에는 전해질 흡입, 모듈 교체,이 모든 확인이 필요합니다. 또한 누군가는 나중에 처리하기 위해 전국에서 이러한 사용된 모듈을 수집해야 합니다.

이제 우리의 비판이 어디에서 왔는지 이해합니까?

편집자 주 www.elektrowoz.pl: 앞서 언급한 Daily Mail 기사에서는 이것이 "배터리"가 아니라 "연료 전지"라고 명시합니다. 그러나 솔직히 말해서 “연료 전지"는 폴란드에서 시행 중인 "축전지"의 정의에 속합니다. (예를 들어 여기 참조). 그러나 알루미늄-공기 배터리는 연료 전지라고 부를 수 있지만 리튬 이온 배터리는 그렇게 부를 수 없습니다.

연료 전지는 종종 산소를 포함하여 외부에서 공급되는 물질의 원리에 따라 작동하며, 이는 다른 원소와 반응하여 화합물을 형성하고 에너지를 방출합니다. 따라서 산화 반응은 연소보다 느리지만 일반 부식보다 빠릅니다. 프로세스를 역전하려면 완전히 다른 유형의 장치가 필요한 경우가 가장 많습니다.

반면 리튬이온 배터리는 전극 사이를 이온이 이동하기 때문에 산화가 일어나지 않는다.

www.elektrowoz.pl의 편집 노트 2: "live hard, die young"이라는 부제는 해당 주제에 대한 연구 중 하나에서 가져왔습니다. 알루미늄 공기 전지의 특성을 설명하기 때문에 좋아합니다.

관심이 있을 수 있습니다.