Tańszy akumulator do samochodów hybrydowych

Przyszły rynek pojazdów hybrydowo-elektrycznych, przynajmniej tych, które są przystępne cenowo, niekoniecznie jest wybrukowany litem. Naukowcy z Australii stworzyli coś, co można by nazwać akumulatorem kwasowo-ołowiowym na sterydach, zdolnym do działania równie dobrze jak systemy niklowo-metalowo-wodorkowe spotykane w większości samochodów hybrydowych, ale za ułamek kosztów.

Wciąż idzie: Testy Hondy Insight wyposażonej w nowatorski typ akumulatora kwasowo-ołowiowego wykazały, że pojazd hybrydowy może przejechać ponad 100 000 mil przy użyciu nowej technologii.

Tak zwany UltraBattery łączy 150-letnią technologię kwasowo-ołowiową z superkondensatorami, urządzeniami elektronicznymi, które mogą szybko absorbować i uwalniać duże impulsy energii w ciągu milionów cykli bez znaczącej degradacji. W rezultacie nowy akumulator wytrzymuje co najmniej cztery razy dłużej niż konwencjonalne akumulatory kwasowo-ołowiowe, a jego twórcy twierdzą, że można go wyprodukować za jedną czwartą kosztu istniejących akumulatorów hybrydowo-elektrycznych.

W Wielkiej Brytanii w zeszłym tygodniu hybryda Honda Insight zasilana przez system UltraBattery przekroczyła 100 000 mil na torze testowym. Po zakończeniu testu akumulatory były nadal w idealnym stanie, mówi David Lamb, który kieruje badaniami nad niskoemisyjnym transportem w Organizacja Badań Naukowych i Przemysłowych Wspólnoty Narodów (CSIRO), australijska krajowa agencja naukowa. To, co mamy, to akumulator kwasowo-ołowiowy, który jest ładny i tani, ale może działać równie dobrze lub lepiej niż technologia niklowo-metalowo-wodorkowa, o której wiemy, że jest bardzo droga.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe, wynalezione przez francuskiego fizyka Gastona Plante w 1859 roku, nie cieszą się obecnie dużym szacunkiem, mimo że są kluczowym elementem pod maską większości pojazdów. Zawierają ołów, więc ekolodzy ich nie lubią. Są ciężkie jak na energię, którą przechowują – zła cecha dla aplikacji mobilnych. I łatwo ulegają degradacji, jeśli nie są prawidłowo cykliczne. Rzeczywiście, przez dziesięciolecia nie było większych postępów w technologii.

Tymczasem nowsza generacja akumulatorów – zwłaszcza litowo-jonowych – przyciąga uwagę inwestorów i producentów samochodów. Wielu próbowało ulepszyć akumulator kwasowo-ołowiowy, ale ulepszenia zwykle nie były tak duże ani warte dodatkowych kosztów, mówi Malcolm Shemmans, założyciel i prezes BET Services, dostawcy usług testowania akumulatorów dla przemysłu motoryzacyjnego.

Aby zrekompensować niektóre niedociągnięcia technologii kwasowo-ołowiowej, w przeszłości wielu próbowało uzupełnić akumulatory o superkondensatory. Na przykład pod koniec lat 90. Lamb pomógł zaprojektować dwa samochody hybrydowe, które wykorzystywały 60-woltowy pakiet kwasowo-ołowiowy i oddzielny 150-woltowy pakiet superkondensatorów. Układ kwasowo-ołowiowy pozwalał pojazdom na jazdę po mieście w trybie całkowicie elektrycznym, a superkondensatory dawały pojazdom wstrząs potrzebny do przyspieszenia i zdolność do szybkiego pochłaniania energii z hamowania.

Samochody działały dobrze, ale cała elektronika potrzebna do sterowania dwoma systemami zasilania była ciężka i zaporowo droga. Zamiast traktować akumulatory kwasowo-ołowiowe i superkondensatory jako oddzielne systemy, zespół Lamba postanowił wyeliminować potrzebę stosowania całej zewnętrznej elektroniki i zamiast tego wbudować superkondensatory bezpośrednio do akumulatora. Zasadniczo jedna z płytek (elektroda ujemna) w akumulatorze kwasowo-ołowiowym została wykonana w połowie z ołowiu iw połowie z węgla, dzięki czemu akumulator jest hybrydą superkondensatora-ołowiu i kwasu.

CSIRO przekazało projekt japońskiemu producentowi akumulatorów Furukawa Battery Company, który dostrzegł potencjał w tej technologii. Po trzech latach współpracy obie organizacje ustaliły, że mogą wyprodukować UltraBattery podobnie jak konwencjonalne akumulatory kwasowo-ołowiowe i przy podobnych kosztach.

W międzyczasie, Axion Power International , w New Castle, PA, opracował również nowy typ akumulatora kwasowo-ołowiowego. Edward Buiel, dyrektor techniczny w firmie Axion, mówi, że akumulatory kwasowo-ołowiowe mogą odegrać znaczącą rolę w przyszłości transportu i dostaw energii. Niestety, dodaje, producenci samochodów nie widzą potencjału. Jeśli nie jesteś litowo-jonowy lub niklowo-metalowo-wodorkowy, nie są zainteresowani. To frustrujące.

Buiel twierdzi, że typowy koszt zestawu niklowo-wodorkowego to 2000 dolarów, a cena detaliczna blisko 5000 dolarów. Porównywalny kwas ołowiowy może być w zakresie 1000 USD w małej objętości i znacznie mniej w dużej ilości, mówi. To akumulator, w którym konsument może zobaczyć wystarczającą oszczędność paliwa, aby zwrócić się w ciągu roku lub dwóch.

Pomimo niechęci przemysłu samochodowego do przyjęcia tej technologii, Lamb jest przekonany, że do 2010 roku na rynku pojawi się kilka japońskich samochodów hybrydowych oferujących opcję UltraBattery.

Jednak Axion może mieć coś do powiedzenia na ten temat. Zdecydowanie uważamy, że ta technologia jest doskonałym wyborem dla pojazdów hybrydowo-elektrycznych, mówi Buiel. W tej dziedzinie istnieje wiele własności intelektualnej, a większość z nich należy do Axion. Oczywiście, jeśli poczujemy, że ktoś narusza nasz patent, będziemy tego energicznie bronić. Mówi, że Axion planuje w tym roku uruchomić projekt demonstracyjny w Ameryce Północnej, w ramach którego zostaną przetestowane dziesiątki pojazdów hybrydowych wyposażonych w akumulatory ołowiowo-węglowe.

ukryć