Lata produkcji, obiecujące akumulatory metalowo-powietrzne trafiają na rynek

Po latach rozwoju nowatorska technologia baterii od samego początku Energia płynów jest komercjalizowany (patrz Zakłady na przełom w akumulatorze metalowo-powietrznym ). Jest to akumulator metalowo-powietrzny wielokrotnego ładowania, którego pierwszym zastosowaniem jest zastąpienie systemów rezerwowych zasilanych bateriami diesla i kwasowo-ołowiowymi w wieżach telekomunikacyjnych oraz w innych firmach, które potrzebują stałego zasilania. Firma od roku po cichu demonstruje swoją baterię klientom. W rozmowie z Przegląd technologii MIT , założyciel i dyrektor ds. technologii Fluidic Energy Cody Friesen po raz pierwszy podał do publicznej wiadomości szczegóły dotyczące swojego produktu.

Moc ogniwa: Pudełko po prawej zawiera baterie firmy Fluidic Energy, które utrzymują tę wieżę telekomunikacyjną podczas przerw w dostawie prądu.

Akumulatory metalowo-powietrzne mają potencjał do przechowywania większej ilości energii niż akumulatory litowo-jonowe, które są obecnie używane w pojazdach elektrycznych i niektórych zastosowaniach sieciowych. Biorąc pod uwagę zastosowane materiały, akumulatory metalowo-powietrzne mogą być również tańsze niż akumulatory kwasowo-ołowiowe, najtańsze i powszechnie stosowane akumulatory.

Ale chociaż nieładowalne baterie metalowo-powietrzne są używane w handlu od dawna – często są używane na przykład w aparatach słuchowych – trudno było je ponownie naładować. W akumulatorze metalowo-powietrznym metal taki jak cynk (ten stosowany w przypadku Fluidic Energy) reaguje z tlenem z powietrza, generując energię elektryczną.

Aby wielokrotnie ładować akumulator metalowo-powietrzny, konieczne jest usunięcie tlenu i ponowne utworzenie metalicznego cynku. Ale pozostawiony metaliczny cynk ma tendencję do tworzenia porowatych struktur, które zajmują znacznie więcej miejsca niż gęsty, lity metal, negując potencjalną przewagę wielkości akumulatorów metalowo-powietrznych. Po naładowaniu cynk może również tworzyć struktury przypominające korzenie, które powodują zwarcia w akumulatorze. Wyzwaniem jest również wykonanie trwałej elektrody powietrznej — miejsca interakcji między akumulatorem a środowiskiem zewnętrznym. Istniejące są odpowiednie dla baterii jednorazowych, ale nie dla akumulatorów, które mają trwać dłużej.

Aby rozwiązać problem wytwarzania dużych, dendrytycznych struktur cynku, firma Fluidic Energy stosuje dodatki chemiczne, aby zapewnić, że cynk tworzy gęste, jednolite warstwy. Problem polega na tym, że te dodatki mają tendencję do parowania lub rozkładania się z czasem. Firma Fluidic Energy opracowała zastrzeżone płyny jonowe, które nie odparowują i nie rozkładają się przy napięciu obserwowanym w akumulatorze, a co najważniejsze, są niedrogie. Wysoki koszt cieczy jonowych uniemożliwia ich stosowanie w aplikacjach akumulatorowych.

Friesen mówi, że firma opracowała również elektrody powietrzne, które działają od pięciu do siedmiu razy dłużej niż inne na rynku, chociaż zachowuje szczególne postępy, które sprawiły, że jest to możliwe w tajemnicy.

Uzyskane akumulatory są tańsze niż kupowanie kombinacji akumulatorów kwasowo-ołowiowych i silników wysokoprężnych, zwykle używanych do utrzymania pracy wież telekomunikacyjnych podczas przerw w dostawie prądu. Kosztują znacznie mniej w eksploatacji, ponieważ eliminują zapotrzebowanie na olej napędowy, przynajmniej wtedy, gdy wieże telekomunikacyjne są podłączone do sieci. (Baterie mogą być również używane w aplikacjach poza siecią, gdzie musiałyby być sparowane ze źródłem zasilania, takim jak panele słoneczne lub generator diesla).

Chociaż akumulatory wydają się być dobrym rozwiązaniem dla wież telekomunikacyjnych, może upłynąć trochę czasu, zanim akumulatory zostaną zastosowane w samochodach. Akumulatory metalowo-powietrzne są intrygującą technologią dla samochodów, ponieważ mogą przechowywać trzy lub cztery razy więcej energii elektrycznej niż akumulatory litowo-jonowe, co może zwiększyć zasięg pojazdu lub umożliwić zastosowanie mniejszych, tańszych akumulatorów. Nie zbliżamy się do tego, mówi Friesen, chociaż technologia ta przechowuje znacznie więcej energii niż akumulatory kwasowo-ołowiowe.

Wyzwaniem może być również magazynowanie sieciowe na dużą skalę. Historycznie sprawność była problemem w przypadku akumulatorów metalowo-powietrznych, które mogą marnować prawie połowę zgromadzonej w nich energii. Friesen mówi, że Fluidic rozwiązał ten problem, ale z powodów konkurencyjnych nie podałby określonej wydajności, poza stwierdzeniem, że nasza wydajność znacznie przewyższa wydajność układu wysokoprężnego i kwasowo-ołowiowego.

W odpowiedzi na rynek zasilania awaryjnego, Fluidic Energy zmierzy się z trudnym konkurentem. Firma GE niedawno otworzyła dużą fabrykę w Schenectady w stanie Nowy Jork, aby produkować akumulatory, które są również przeznaczone do zastępowania generatorów diesla i akumulatorów kwasowo-ołowiowych (patrz GE Novel Battery to Bolster the Grid i Inside GE New Battery Factory).

ukryć