Batteriji li jiċċirkolaw: jekk jogħġbok ferra l-elettroni għalija!
Ix-xjentisti mill-Istitut Fraunhofer fil-Ġermanja qed iwettqu xogħol serju ta 'żvilupp fil-qasam tal-batteriji elettriċi, alternattivi għal dawk klassiċi. Bit-teknoloġija tal-fluss redox, il-proċess tal-ħażna tal-elettriku huwa tassew radikalment differenti...
Il-batteriji, li huma ċċarġjati b'likwidu bħala fjuwil, jitferra 'f'karozza b'magna tal-gażolina jew diesel. Dan jista 'jidher utopiku, iżda għal Jens Noack tal-Istitut Fraunhofer fil-belt Ġermaniża ta' Pfinztal, fil-fatt hija l-ħajja ta 'kuljum. Mill-2007, it-tim ta 'żvilupp li huwa parti minnu kien qed jiżviluppa din il-forma eżotika ta' batterija rikarikabbli. Fil-fatt, l-idea ta 'batterija tal-fluss jew l-hekk imsejħa batterija tal-fluss redox mhijiex ikkumplikata, u l-ewwel privattiva f'dan il-qasam tmur lura għall-1949. Kull wieħed miż-żewġ spazji taċ-ċelloli, separati b'membrana (simili għaċ-ċelloli tal-fjuwil), huwa konness ma' ġibjun li fih elettrolit speċifiku. Minħabba t-tendenza tas-sustanzi li jirreaġixxu kimikament ma 'xulxin, il-protoni jiġu trasferiti minn elettrolit għal ieħor permezz tal-membrana, u l-elettroni jintbagħtu permezz ta' sink tal-kurrent konness maż-żewġ partijiet, li jirriżulta fil-fluss tal-kurrent elettriku. Wara ċertu żmien, iż-żewġ tankijiet jitbattlu u jimtlew b'elettrolit frisk, u dak użat jiġi "riċiklat" fl-istazzjonijiet tal-iċċarġjar.
Filwaqt li dan kollu jinstema 'kbir, sfortunatament għad hemm ħafna ostakli għall-użu prattiku ta' dan it-tip ta 'batterija fil-karozzi. Id-densità tal-enerġija ta 'batterija redox b'elettrolit tal-vanadju hija fil-medda ta' 30 Wh biss għal kull kilogramma, li hija bejn wieħed u ieħor l-istess bħal batterija taċ-ċomb-aċidu. Biex taħżen l-istess ammont ta 'enerġija bħal batterija moderna tal-jone tal-litju ta' 16 kWh fil-livell attwali tat-teknoloġija redox, il-batterija tkun teħtieġ 500 litru ta 'elettrolit. Barra minn hekk il-periferija kollha, ovvjament, li l-volum tagħha huwa wkoll pjuttost kbir - ċellula meħtieġa biex tipprovdi qawwa ta 'kilowatt wieħed, bħal kaxxa għall-birra.
Parametri bħal dawn mhumiex adattati għall-karozzi, peress li l-batterija tal-jone tal-litju taħżen erba 'darbiet aktar enerġija għal kull kilogramma. Madankollu, Jens Noack huwa ottimist għax l-iżviluppi f’dan il-qasam għadhom qed jibdew u l-prospetti huma promettenti. Fil-laboratorju, l-hekk imsejħa batteriji tal-bromur tal-polysulfide tal-vanadju jiksbu densità ta 'enerġija ta' 70 Wh għal kull kilogramma, u d-dimensjonijiet tagħhom huma komparabbli ma 'dawk tal-batteriji tal-idrur tal-metall tan-nikil użati bħalissa fit-Toyota Prius.
Dan inaqqas il-volum tat-tank meħtieġ bin-nofs. Grazzi għal sistema ta 'ċċarġjar relattivament sempliċi u rħas (żewġ pompi pompa f'elettrolit ġdid, tnejn terda l-elettrolit użat), is-sistema tista' tiġi ċċarġjata f'għaxar minuti biex tipprovdi firxa ta '100 km. Anke sistemi ta 'ċċarġjar veloċi, bħal dik użata fit-Tesla Roadster, idumu sitt darbiet itwal.
F'dan il-każ, mhuwiex sorprendenti li ħafna kumpaniji tal-karozzi daru għar-riċerka tal-istitut, u l-istat ta 'Baden-Württemberg alloka 1,5 miljun ewro għall-iżvilupp. Madankollu, xorta se jieħu ż-żmien biex tintlaħaq il-fażi tat-teknoloġija tal-karozzi. "Dan it-tip ta 'batterija jista' jaħdem perfettament ma 'sistemi ta' enerġija stazzjonarji, u diġà qed nagħmlu stazzjonijiet sperimentali għall-Bundeswehr. Madankollu, fil-qasam tal-vetturi elettriċi, din it-teknoloġija se tkun adattata għall-implimentazzjoni f’madwar għaxar snin,” qal Noack.
Materjali eżotiċi mhumiex meħtieġa biex jipproduċu batteriji tal-fluss redox. Ma huma meħtieġa l-ebda katalizzaturi għaljin bħall-platinu użati fiċ-ċelloli tal-fjuwil jew polimeri bħal batteriji tal-jone tal-litju. L-ispiża għolja tas-sistemi tal-laboratorju, li tilħaq 2000 euro għal kull kilowatt ta 'enerġija, hija spjegata biss mill-fatt li huma singoli u magħmula bl-idejn.
Sadanittant, l-ispeċjalisti tal-istitut qed jippjanaw li jibnu l-impjant tal-enerġija mir-riħ tagħhom stess, fejn se jsir il-proċess tal-iċċarġjar, jiġifieri r-riċiklaġġ tal-elettrolit. Bil-fluss redox, il-proċess huwa aktar effiċjenti mill-elettrolizzar tal-ilma f'idroġenu u ossiġnu u l-użu tagħhom fiċ-ċelloli tal-fjuwil—batteriji istantanji jipproduċu 75 fil-mija tal-elettriku użat għall-iċċarġjar.
Nistgħu nimmaġinaw stazzjonijiet tal-iċċarġjar li, flimkien mal-iċċarġjar regolari tal-EV, iservu bħala buffers kontra l-quċċati tal-grilja. Illum, pereżempju, ħafna turbini tar-riħ fit-Tramuntana tal-Ġermanja jridu jintfew minkejja r-riħ, għax inkella jgħabbu żżejjed il-grilja.
F'dak li għandu x'jaqsam mas-sigurtà, hawnhekk m'hemm l-ebda periklu. “Meta tħallat żewġ elettroliti, ikun hemm ‘short circuit’ kimiku li jipproduċi sħana u t-temperatura titla’ għal 80 grad, imma ma jiġri xejn. Naturalment, xi likwidi mhumiex sikuri, iżda wkoll il-gażolina u d-diżil. Minkejja l-potenzjal tal-batteriji tal-fluss redox, ir-riċerkaturi fl-Istitut Fraunhofer qed jaħdmu wkoll ħafna biex jiżviluppaw teknoloġiji tal-jone tal-litju...
test: Alexander Bloch
Fluss Redox tal-batterija
Batterija tal-fluss redox hija fil-fatt jaqsmu bejn batterija konvenzjonali u ċellula tal-fjuwil. L-elettriku jiċċirkola minħabba l-interazzjoni bejn żewġ elettroliti - wieħed imqabbad mat-terminal pożittiv taċ-ċellula u l-ieħor mat-terminal negattiv. F'dan il-każ, wieħed jipprovdi joni ċċarġjati b'mod pożittiv (ossidazzjoni) u l-ieħor jirċievihom (tnaqqis), għalhekk l-isem tal-apparat. Meta jintlaħaq ċertu livell ta 'saturazzjoni, ir-reazzjoni tieqaf u l-iċċarġjar jikkonsisti li tissostitwixxi l-elettroliti ma' oħrajn friski. Il-ħaddiema jiġu restawrati bl-użu tal-proċess invers.
