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铝空气电池能否在电动汽车方面胜过锂离子电池?
来源:https://energypost.eu | 作者:沐睿科技 | 发布时间: 2023-04-27 | 391 次浏览 | 分享到:

铝空(Al-空气)电池汽车 ,是一种创新技术,汽车制造商和政策制定者应该仔细看看,说  赫勒拿伍德和Veronika Spurná在ECECP . 虽然一个电池,他们表现得更像一个动机:燃料是铝制其反应的空气通过电解质产生的电力。 Al-空气有很大的优点在锂离子电池,赞成选择电动汽车. 它有一个  旅行的范围类似于汽油动力的汽车 . 它的  能源密度远远高于锂离子电池 . 该  电池组是轻得多,打开门电的飞机太 . 铝是一个  廉价的和丰富的金属 ,不同于锂。 它需要  电池交换 ,不再充电,因此它面临着基础设施和后勤方面的挑战...因为这样做的所有其他技术。 但是,  获得的周围网能力所面临的问题增长的电动汽车 . 然而,  它缺乏政策支持,主要是因为它不是正式归类为一个电池 . 与正确的政策支持和关注从汽车制造商,它的另一技术,可以成为主流。 发展仍在继续。 但是,正如该文指出,科学已经有一段时间:空间航天飞机的固体火箭助推器都是由铝合金粉末。

占  24%,直接产生的CO2排放量燃料燃烧 中,运输部门的设置发挥关键作用,在全球脱碳的努力。 [1] 几乎四分之三的这些排放量来自公路车辆 ,同时,尽管影响的Covid-19流行,  排放量从航空和航运的继续增加 . 有一定数量的替代燃料和技术清洁燃烧的车辆,包括生物柴油、沼气、电、混合或氢动力车辆。 另一技术,很少宣传,但这被认为具有巨大的潜力,是铝空(Al-空气)电池技术。

铝气=力

Al-空气电池是一个  廉价,轻和强大的能量来源 . 公式很简单:铝气=力。 反应的氧气和铝在空气造成电力,并导致费,可以使用,例如,在乘客的汽车。 '这是一半的方式之间的一个电池和燃料电池。 它需要的最佳位两者,我要说的'说,特雷弗*杰克逊,前的劳斯莱斯工程师和军官在英国皇家海军人成立  Métalectrique ,Al-空气电池的开发公司,已经得到了大量媒体的关注,在过去的几年。 

锂离子电池都有缺点 

目前,世界将赌注押在锂离子电车辆作为一种方式来实现气候目标。 到2020年,这一年的流行病,几乎1.4亿的电池电动车辆和混合动力汽车(在一起的也称为xEVs)登记在欧洲,137%,比2019 . [2] 根据碳简短,xEVs产生的多达三倍低排放量比常规的车辆在2019年,变化取决于电力来源,在制造期间和充电。 [3] 

尽管已经证明的优势xEVs,供电的全球车队与电池配备需要注意的事项: 生活的一个电池 保证,为五至八年; 回收利用是众所周知的困难 (目前的回收率低于5%); 电力源可能不清 ;以及 充xEVs在规模可以压力的电网 . 最后但并非最不重要的是, 罕见地球上的矿物需要xEVs造成的供应链风险 . 

发表的一份报告由欧洲联盟委员会在2020年对环境影响的传统和替代地燃料汽车的结论是,xEVs有显着降低对环境的影响跨越所有的车辆的类型。 [4] 然而,这种影响在很大程度上取决于区域和业务的情况下,由于能源组合的广泛变化,从一个国家向另一个国家。 此外, 铜的使用和电子组件在xEVs仍然是一个挑战的环境中 . 相比之下, Al-空气电池技术的承诺,以解决可持续发展、回收和采购方面 的低碳的运输。 

Al-空技术的突破 

几乎20年前,科学家预测,联合Al-空气电池和xEVs将是最有前途的技术的未来客运车辆中旅行的范围内,购买价格,燃料费用,以及生命周期成本。 [5] '的行为和电池的费用的性能使它成为一个负担得起的替代化石燃料,说杰克逊。 Al-空气电池允许 的旅行的范围类似于汽油动力的汽车 ,目前估计的1 600公里的坦克。 为什么有这种技术已经如此缓慢到来公共关注吗? 

障碍站的商业化已久的内在技术本身:在2020年,科学家仍然维持, 贫穷的表现和成本高的阴极、阳极电解液和其他电池组件的成本技术不适合于扩展和商业化 由于这类问题作为阳极的腐蚀或孔堵塞。 [6] 

但是,杰克认为他已经成功解决这些问题:'通过一个快乐的意外我发明了电解质系统,该系统似乎解决的主要问题。 电池得到更好的性能,有一个 能源密度为1.35千瓦时/千克的包级别,这大约是九次能源的锂离子电池的 .' 

它是如何工作的 

根据杰克森,最好的描述的技术是 一个'电动发动机' . 它既不是一个电池也没有发动机,而是一个电力相当于一个发动机。 在这个'engine', 将"燃料"是铝金属(极) ,其反应生成氧气(阴)围绕它来创造力量。 由于 阴只是氧气来自周围的空气 ,就不需要进行重量的另一种金属像一个传统的电池,和这 使得它更轻 . 

'这是一个非常安全和无聊的系统。 它静悄悄地提供电力不断,直到燃料是走了,不同于有一个预先充电的电池在这里你必须应付的损失的压(以及因此权力),因为它排放。 这是一个特别的问题在 电航空 在那里充分权力总是需要的情况下中止着陆。 这就是为什么, 而不是一个电池,它更像是一个发动机使用的燃料 . 我们已经做了 测试,用于1500英里(2 414名公里)和电力已经被定所有的方式 . 而现在,它 的成本之间的29和35欧元每千瓦时为制造商和0.15美分,每一公里的司机 ,他说。 

电池交换 

杰克逊认为,Al-空气电池组是一个非常适当扩展xEVs. 在我看来,人们不要等待一辆电动汽车,以充当他们要去的地方。 而 与我们的电池,我们有 90秒交换系统 . 流动对我们来说是一个非常重要的自由。 这是我们的哲学,'他告诉我们。 

因为它的立场,充基础设施仍然是一个面临的主要挑战更换的车辆使用内燃机xEVs. 一2018年哈佛大学的研究表明,更多的方便,容易使用,并且相对廉价的充基础设施是必要的,以确保商业上的成功的xEVs. [7] 而电池交换可以大大减少等待时间xEV驱动的技术难以实现。 在这一方面, 电池是非常沉重和必须要配备精确 ;另一方面, 电池交换系统,需要一个均匀地分布式网站 访问一个可靠的电力供应。 [8] 些研究预测,无管制的充的甚至少数xEVs可能 把重大的压力在当地的电力网 ,有可能导致负荷过重。 

Al-空气电池、基础设施的要求是几 . '在基础设施方面,我不认为我们已经有了很大的影响。 我们不需要动力和自动交换机,但是如果你做实施自动交换, 通常电力供应到一个车库前庭将有足够的电力运行的交换机 . 我们目前的系统设计为 一方面全部门办法,基于的模块的小于5公斤有一个携带手柄 . 这一系统, 基础设施的真的只是一个仓储和运输物流系统 ,说杰克逊。 

Al-空的适配器可以扩大范围的xEV车 

在未来, 与购买Al-空器,客户能够把他们的xEV入锂-铝-空气混合动力 . '我们有一个4岁的EV在我们的实验室中,只有约50英里的范围内离开。 其余的车是完美的,一切都很好,但以50英里的一个废物,它不是一个真正的汽车。 与扩展我们可以得到车里300英里 . 

这不仅将 使第二手市场更具吸引力 ,但它还将 加速新的销售汽车 ,还有毫无疑问,'杰克逊告诉我们。 这是可能的技术可能延长不仅仅是范围,而且生活的锂电池组如果Al-空气电池器的数量减少了充周期。 

低对环境的影响 

虽然循环利用锂离子电池尚未开发,否则环境友好的xEV技术、回收利用的Al-空气电池可能是容易得多。 铝的回收利用基础设施已经存在 . 

除了利用铝作为电源的电动车辆,还有其他一些有趣的应用程序:废金属回收的应用程序可以使用这种技术来 回收废金属,例如,废弃的飞机,并产生力量,在同一时间 . '废料的业务具有巨大的潜力,它是一个更大的谈话,说:杰克逊。 另一个潜在的应用程序可以被 回收利用镁和铝弹壳上的核燃料棒 ,这是另一个高度放射性的,无法使用的材料。 这可能会然后可以用于产生绿色能源使用的核站。 

不只是车 

使用的Al-空气电池在乘客的车辆仅仅是开始。 能量,可以产生与Al-空气电池是重要的,并开辟了一个范围广泛的可能的用途。 '许多人没有意识到, 太空梭是固体火箭助推器都是由铝合金粉末 . 它在烟火和火箭弹。 它有一个很大的能量但是这是关于你如何获得能源出的,解释了杰克逊。 

可能使用这种捆绑的权力,包括在 海洋部门 ,例如集装箱船和游轮、 机场地面支持设备 和 供电的农村微型电网 . 杰克提到一项目前正在考虑在 加纳 ,那里的Al-空气动力传输和当地的电力网可以成为偏远地区和启用现代通讯的学校和医疗设施,提供偏远地区的机会连接在经济上有较大的人口中心。 

为什么不追上? 

根据国际能源机构净额为零,到2050年的路线图 的一半,共 2 的排减量到2050年将来自技术,这些技术的原型或示范阶段,今天 . [9] 这意味着有前途的技术,例如Al-空气电池需要加以商业化,在规模。 

但到目前为止,它已经不容易Al-空气电池公司启动甚至与技术问题和解决众多合适的应用。 在一般情况下, 替代能源,不包括在该定义的'电池'的斗争获得的资金 . 例如,在其'可持续和智能调动战略,欧洲联盟委员会(2020年)名称的充分xEVs,以及补充点为以氢气为目标,在它的充和加油的旗舰项目,但目前 没有目标的再充电电池,其中可能使用和提供支持的Al-空气电池技术 . [10] 

一个类似的前景是明显的,在 中国 ,在那里xEVs和氢燃料电池的车辆被定义为新能量的车辆(内华达州)和收到相当的支持,但 可替代新技术的斗争要获得支持 . 

得到政策制定者的注意 

因此,它是更为重要交谈的权利的人相信的想法。 特雷弗*杰克逊是幸运的:'当我做了一个示范,在法国驻伦敦大使馆,总干事是一名工程师和他的理解的意义。 因此,我搬到法国并设置了我们的公司,Métalectrique SAS。 我们了解核查和开发工作流体的水平,要解决工程问题,是阻碍铝空技术。 然而,已经一个具有挑战性的旅程,而不多的政策支持,因为锂离子电池是首选技术。 没有政策支持AI-空气电池、汽车制造商转为更安全的选择的锂离子电池 ,其形状的市场几年前。' 

与私人投资和某些提供的资金的先进的推进中心(APC)在Warwick,在2012年杰克逊成立于《仲裁示范法》第研究与发展限制,目前的公司。 多年的坚持最后似乎应付清。 ' 我们已与两个非常大的汽车公司 . 我们也已接近飞机,辩护电池和远程电群岛。 有很多机会来通过,我们不能抱怨。 此外,我们有很好的结果,在实验室里现有的实验中,我们已经开发,以改善空气呼吸材料。 给你一个例子:我们的电池通常运行至26°C,但是我们做了一些温度的功率的测试和将其提升到40°C和功率上升了30%! 这是一个很好的时间,说:杰克逊,带微笑。 

解决气候危机需要一个多样性的解决方案 . 在运输部门,xEV革命已经一个有希望的发展。 然而脱碳的努力可以更加有效,如果其他可选择的技术,例如AI-空气电池,是用来帮助加快过渡开始通过xEVs. 与其 巨大的能量密度在8.1千瓦时/公斤 和 资源丰富 ,Al-空气电池技术应该得到更多的注意,如果它是要达到它的潜力。 

' 我们的技术在APC的路线图,但是仅仅在20年的时间 . 我们实际上建立它现在! 我们的核心技术是在最高级别的技术准备。 但他们说,不,这是破坏性的。 是的,它是破坏性的 . 但它的工作。 如果你真的想要得到的零净的水平,你已经有了开放的态度,'的结论杰克逊。 

Al-空的适配器可以扩大范围的xEV车 

在未来, 与购买Al-空器,客户能够把他们的xEV入锂-铝-空气混合动力 . '我们有一个4岁的EV在我们的实验室中,只有约50英里的范围内离开。 其余的车是完美的,一切都很好,但以50英里的一个废物,它不是一个真正的汽车。 与扩展我们可以得到车里300英里 . 

这不仅将 使第二手市场更具吸引力 ,但它还将 加速新的销售汽车 ,还有毫无疑问,'杰克逊告诉我们。 这是可能的技术可能延长不仅仅是范围,而且生活的锂电池组如果Al-空气电池器的数量减少了充周期。 

低对环境的影响 

虽然循环利用锂离子电池尚未开发,否则环境友好的xEV技术、回收利用的Al-空气电池可能是容易得多。 铝的回收利用基础设施已经存在 . 

除了利用铝作为电源的电动车辆,还有其他一些有趣的应用程序:废金属回收的应用程序可以使用这种技术来 回收废金属,例如,废弃的飞机,并产生力量,在同一时间 . '废料的业务具有巨大的潜力,它是一个更大的谈话,说:杰克逊。 另一个潜在的应用程序可以被 回收利用镁和铝弹壳上的核燃料棒 ,这是另一个高度放射性的,无法使用的材料。 这可能会然后可以用于产生绿色能源使用的核站。 

不只是车 

使用的Al-空气电池在乘客的车辆仅仅是开始。 能量,可以产生与Al-空气电池是重要的,并开辟了一个范围广泛的可能的用途。 '许多人没有意识到, 太空梭是固体火箭助推器都是由铝合金粉末 . 它在烟火和火箭弹。 它有一个很大的能量但是这是关于你如何获得能源出的,解释了杰克逊。 

可能使用这种捆绑的权力,包括在 海洋部门 ,例如集装箱船和游轮、 机场地面支持设备 和 供电的农村微型电网 . 杰克提到一项目前正在考虑在 加纳 ,那里的Al-空气动力传输和当地的电力网可以成为偏远地区和启用现代通讯的学校和医疗设施,提供偏远地区的机会连接在经济上有较大的人口中心。 

为什么不追上? 

根据国际能源机构净额为零,到2050年的路线图 的一半,共 2 的排减量到2050年将来自技术,这些技术的原型或示范阶段,今天 . [9] 这意味着有前途的技术,例如Al-空气电池需要加以商业化,在规模。 

但到目前为止,它已经不容易Al-空气电池公司启动甚至与技术问题和解决众多合适的应用。 在一般情况下, 替代能源,不包括在该定义的'电池'的斗争获得的资金 . 例如,在其'可持续和智能调动战略,欧洲联盟委员会(2020年)名称的充分xEVs,以及补充点为以氢气为目标,在它的充和加油的旗舰项目,但目前 没有目标的再充电电池,其中可能使用和提供支持的Al-空气电池技术 . [10] 

一个类似的前景是明显的,在 中国 ,在那里xEVs和氢燃料电池的车辆被定义为新能量的车辆(内华达州)和收到相当的支持,但 可替代新技术的斗争要获得支持 . 

得到政策制定者的注意 

因此,它是更为重要交谈的权利的人相信的想法。 特雷弗*杰克逊是幸运的:'当我做了一个示范,在法国驻伦敦大使馆,总干事是一名工程师和他的理解的意义。 因此,我搬到法国并设置了我们的公司,Métalectrique SAS。 我们了解核查和开发工作流体的水平,要解决工程问题,是阻碍铝空技术。 然而,已经一个具有挑战性的旅程,而不多的政策支持,因为锂离子电池是首选技术。 没有政策支持AI-空气电池、汽车制造商转为更安全的选择的锂离子电池 ,其形状的市场几年前。' 

与私人投资和某些提供的资金的先进的推进中心(APC)在Warwick,在2012年杰克逊成立于《仲裁示范法》第研究与发展限制,目前的公司。 多年的坚持最后似乎应付清。 ' 我们已与两个非常大的汽车公司 . 我们也已接近飞机,辩护电池和远程电群岛。 有很多机会来通过,我们不能抱怨。 此外,我们有很好的结果,在实验室里现有的实验中,我们已经开发,以改善空气呼吸材料。 给你一个例子:我们的电池通常运行至26°C,但是我们做了一些温度的功率的测试和将其提升到40°C和功率上升了30%! 这是一个很好的时间,说:杰克逊,带微笑。 

解决气候危机需要一个多样性的解决方案 . 在运输部门,xEV革命已经一个有希望的发展。 然而脱碳的努力可以更加有效,如果其他可选择的技术,例如AI-空气电池,是用来帮助加快过渡开始通过xEVs. 与其 巨大的能量密度在8.1千瓦时/公斤 和 资源丰富 ,Al-空气电池技术应该得到更多的注意,如果它是要达到它的潜力。 

' 我们的技术在APC的路线图,但是仅仅在20年的时间 . 我们实际上建立它现在! 我们的核心技术是在最高级别的技术准备。 但他们说,不,这是破坏性的。 是的,它是破坏性的 . 但它的工作。 如果你真的想要得到的零净的水平,你已经有了开放的态度,'的结论杰克逊。 


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