211service.com
År undervejs, lovende genopladelige metal-luftbatterier på vej til markedet
Efter års udvikling, en ny batteriteknologi fra opstarten Flydende energi bliver kommercialiseret (se væddemål på et metal-luft-batterigennembrud). Det er et genopladeligt metal-luft-batteri, hvis første anvendelse er at erstatte diesel- og blysyre-batteribackupsystemer til telekommunikationstårne og til andre virksomheder, der har brug for en konstant strømforsyning. Virksomheden har stille og roligt demonstreret sit batteri med kunder i et år. I et interview med MIT Technology Review , Fluidic Energy-grundlægger og teknologichef Cody Friesen gjorde detaljer om sit produkt offentligt tilgængelige for første gang.
Cellestyrke: Æsken til højre indeholder batterier fra Fluidic Energy, der holder dette telekommunikationstårn i drift ved strømafbrydelser.
Metal-luft-batterier har potentiale til at lagre mere energi end lithium-ion-batterier, som nu bruges i elektriske køretøjer og nogle netapplikationer. Baseret på de anvendte materialer kan metal-luft-batterier også være billigere end bly-syre-batterier, de billigste, udbredte genopladelige batterier.
Men mens ikke-genopladelige metal-luft-batterier har været brugt kommercielt i lang tid - de bruges ofte i høreapparater, for eksempel - har det været svært at gøre dem genopladelige. I et metal-luft-batteri reagerer et metal som zink (det, der bruges i tilfælde af Fluidic Energy) med ilt fra luften for at generere elektricitet.
For gentagne gange at genoplade et metal-luft-batteri, er det nødvendigt at fjerne den ilt og danne zinkmetal igen. Men det metalliske zink, der efterlades, har en tendens til at danne porøse strukturer, der fylder meget mere end tæt, solidt metal, hvilket ophæver den potentielle størrelsesfordel ved metal-luft-batterier. Ved genopladning kan zinken også danne rodlignende strukturer, der forårsager kortslutninger i batteriet. At lave en langtidsholdbar luftelektrode - stedet for interaktionen mellem batteriet og det ydre miljø - er også en udfordring. De eksisterende er fine til engangsbatterier, men ikke til genopladelige batterier, der er beregnet til at holde længere.
For at løse problemet med zink, der producerer voluminøse, dendritiske strukturer, bruger Fluidic Energy kemiske tilsætningsstoffer til at sikre, at zink danner tætte, ensartede lag. Problemet er, at disse tilsætningsstoffer har en tendens til at fordampe eller nedbrydes over tid. Fluidic Energy udviklede proprietære ioniske væsker, der ikke fordamper og ikke nedbrydes ved de spændinger, der ses i batteriet, og som, altafgørende, er billige. De høje omkostninger ved ioniske væsker har forhindret dem i at blive brugt i batteriapplikationer.
Friesen siger, at virksomheden også udviklede luftelektroder, der holder fem til syv gange længere end andre på markedet, selvom han holder de specifikke fremskridt, der gjorde det muligt hemmeligt.
De resulterende batterier er billigere end at købe kombinationen af bly-syre-batterier og dieselmotorer, der typisk bruges til at holde telekommunikationstårne kørende gennem strømafbrydelser. Og de koster langt mindre i drift, da de eliminerer behovet for diesel, i hvert fald når teletårnene er tilsluttet nettet. (Batterierne kan også bruges i off-grid applikationer, hvor de skal parres med en strømkilde såsom solpaneler eller en dieselgenerator.)
Selvom batterierne ser ud til at være en god løsning til teletårne, kan der gå et stykke tid, før batterierne bliver brugt i biler. Metal-luft-batterier er en spændende teknologi til biler, fordi de har potentialet til at lagre tre eller fire gange så meget elektricitet som lithium-ion-batterier, hvilket kan udvide køretøjets rækkevidde eller gøre det muligt at bruge mindre, billigere batteripakker. Det er vi ikke i nærheden af, siger Friesen, selvom teknologien lagrer væsentligt mere energi end bly-syre-batterier.
Storskala netlager kunne også være en udfordring. Historisk har effektivitet været et problem med metal-luft-batterier, som kan spilde næsten halvdelen af den energi, der er lagret i dem. Friesen siger, at Fluidic har løst problemet, men af konkurrencemæssige årsager ville han ikke give den specifikke effektivitet, andet end at sige, at vores effektivitet er langt ud over et diesel- og blysyresystem.
Fluidic Energy vil stå over for en hård konkurrent, når det drejer sig om backup-kraftmarkedet. GE åbnede for nylig en stor fabrik i Schenectady, New York, for at bygge batterier, der også er designet til at erstatte dieselgeneratorer og blysyrebatterier (se GE's Novel Battery to Bolster the Grid og Inside GE's New Battery Factory).