Wyobraź sobie, że podjeżdżasz do stacji benzynowej, otwierasz zbiornik i wyciągasz dyszę dystrybutora paliwa. Ale zamiast gazu wychodzi mieszanina wody i alkoholu. Zamiast napełniać zbiornik paliwa, mieszanka ładuje akumulator twojego samochodu elektrycznego - natychmiast.
powiązana zawartość
- Pięć pytań, które powinieneś mieć o nowym kalifornijskim banku baterii Tesli
To marzenie Johna Cushmana, naukowca z Purdue University, który opracował „natychmiastowy akumulator” do samochodów elektrycznych. Metoda Cushmana wykorzystuje wodę, etanol (ten sam rodzaj alkoholu, który można znaleźć w napojach alkoholowych), sól i rozpuszczone metale. Umożliwiłoby to właścicielom samochodów elektrycznych szybkie i łatwe ładowanie samochodów przy użyciu istniejących stacji benzynowych przekształconych w stacje ładowania akumulatorów.
„Próbowaliśmy znaleźć przyjazny dla środowiska i ekonomiczny sposób zasilania pojazdów mobilnych, takich jak samochody osobowe i ciężarowe oraz samochody golfowe, i robiliśmy to w taki sposób, abyś nie musiał tam siedzieć i podłączać swojego samochodu przez X godzin, ”Mówi Cushman.
Bateria jest przykładem „baterii przepływowej”, która wykorzystuje dwa związki chemiczne rozpuszczone w cieczach, aby utworzyć dodatnio i ujemnie naładowane strony. Ciecze są pompowane do ogniwa akumulatora, które przekształca energię chemiczną w energię elektryczną. Zazwyczaj baterie przepływowe wykorzystują membrany do oddzielania dwóch cieczy. Ale bateria Cushmana wykorzystuje wodę i etanol oraz sól, aby zmusić wodę i etanol do rozdzielenia się na dwie warstwy, bez potrzeby stosowania membrany. Daje to przewagę nad tradycyjnymi akumulatorami przepływowymi, mówi Cushman, ponieważ membrany są często słabym ogniwem.
„Membrany mają tendencję do psucia się, a kiedy psują się zwarcia baterii”, mówi.
Ta metoda umożliwia zbudowanie systemu o wystarczającej objętościowej energii do zasilania samochodu.
„Nie wiem, czy możemy dopasować to, co mają w bateriach litowych, ale nie musimy”, mówi Cushman. „Uważamy, że mamy wystarczającą moc, aby dość szybko przyspieszyć lekki samochód - ale może nie tak szybko, jak 0 do 60 w ciągu czterech sekund. Kto naprawdę potrzebuje tego rodzaju przyspieszenia? Większość samochodów napędzanych gazem nie zbliża się”.
Podczas gdy samochody elektryczne zyskują na popularności, ładowanie jest odwiecznym problemem. Tesla, której model S jest najlepiej sprzedającym się samochodem elektrycznym w Ameryce, opiera się na sieci docelowych stacji ładowania, w których kierowcy mogą planować przebywanie przez kilka godzin lub w nocy, lub stacji doładowania, które ładują samochody w około 30 minut. Jednak w zależności od tego, gdzie jedziesz, stacje te mogą być nieliczne i znajdować się daleko. Ogromne stany środkowo-zachodnie, takie jak Kansas i Missouri, mają na przykład tylko garstkę. Oznacza to, że długodystansowa podróż w Tesli wymaga starannego planowania. Strach przed wyczerpaniem się daleko od stacji ładującej jest tak powszechny wśród kierowców samochodów elektrycznych, że ma nawet nazwę: „lęk przed zasięgiem”.
Cushman przewiduje, że stacje benzynowe zamieniają się w stacje paliw akumulatorowych, być może jedna pompa na raz w miarę wzrostu zapotrzebowania. Stacje mogłyby wykorzystać istniejącą infrastrukturę i łańcuch transportu płynu elektrolitowego.
„Firmy naftowe nie chcą, aby wszystkie ich stacje benzynowe pozostały na uboczu”, mówi Cushman. „Możemy pompować nasze elektrolity przez istniejące rurociągi. Nie ma nic niebezpiecznego; wszystko ulega biodegradacji. ”
Zużyte elektrolity można zrzucić do zbiorników magazynowych na stacjach benzynowych i wysłać do rafinerii, najlepiej zasilanej czystą energią słoneczną lub energią wiatrową. Tam można go odtworzyć i odesłać z powrotem na stacje benzynowe.
„To system z zamkniętą pętlą” - mówi Cushman.
Cushman i jego zespół, który założył firmę Ifbattery LLC w celu komercjalizacji technologii, prowadzą obecnie rozmowy z wojskiem na temat wykorzystania technologii akumulatorów do zasilania cichych, cichych pojazdów o niewielkim sygnale cieplnym, aby przyciągnąć uwagę wroga. Chcą także zbudować większe prototypy i współpracować z partnerami produkcyjnymi, aby ostatecznie wprowadzić baterie na rynek cywilny. Cushman uważa, że istnieje „znacząca możliwość”, że technologia zostanie rozpowszechniona na amerykańskich drogach za dziesięć lat, ale waha się czynić prognozy.
Chociaż istnieje wiele technologii akumulatorów przepływowych, próbowali wejść na rynek, a kiedy to zrobili, mieli trudności z konkurowaniem z znacznie bardziej ugruntowanymi akumulatorami litowo-jonowymi. „[P] sztuką problemu z bateriami przepływowymi jest to, że większość dotychczasowych postępów dotyczyła laboratorium”, pisze Peter Maloney w Utility Dive, biuletynie poświęconym branży mediów. „Z drugiej strony akumulatory litowo-jonowe mają długą historię instalacji w terenie, od komputerów i smartfonów po pojazdy elektryczne i megawatowe urządzenia magazynujące podłączone do sieci”.
Ale postępy takie jak Cushmana mogą zmienić równanie. Istotna będzie także cena - poprzednie akumulatory przepływowe używały stosunkowo drogich metali, takich jak wanad. Bateria Cushmana wykorzystuje wodę, etanol, sól i tanie aluminium lub cynk.
„Moim obowiązkiem była chemia” - mówi Cushman. „Teraz jest to tylko mały krok, aby stworzyć komercyjnie opłacalny produkt”.
