Baterii Hybrid

3

Ce este nou?

Descoperiri ale bateriei: mit sau realitate?

Bateria este tot mai promovată ca o soluție de energie verde pentru a elibera societatea de dependența de combustibilii fosili. Cu toate că această cruciadă este nobilă și corectă, bateria nu a ajuns încă la maturitate pentru a-și asuma această sarcină vitală. Depășirea limitelor bateriei ne reamintește de multele sale restricții ca sursă de energie electrochimică care se încarcă lent, are o capacitate limitată de energie, funcționează pentru o perioadă ca o jucărie cu mecanism de tragere și are o durată de viață scurtă, de doar câteva sute de cicluri înainte de a deveni o neplăcere.

Într-o eră în care dezvoltările surprinzătoare apar în fața ochilor noștri aproape zilnic, bateria pare să se dezvolte lent. Îmbunătățirile realizate de la comercializarea litiu-ion în 1991 de către Sony palide în comparație cu avansurile semnificative realizate în domeniul microelectronicii. Comparativ cu Legea lui Moore, în care numărul de tranzistoare dintr-un circuit integrat se dublează la fiecare doi ani, litiu-ionul a câștigat doar 8% capacitate pe an în ultimele două decenii. Aceasta s-a redus la 5%, dar vestea bună este o reducere a costurilor de 8% pe an.

Se fac progrese, dar nu fără obstacole. Litiu-aerul, propus în anii ’70 cu o energie specifică teoretică asemănătoare cu benzină, a fost întârziat din cauza problemelor de stabilitate și puritate a aerului, deoarece bateria “respiră” oxigen din aer. Promițătorul litiu-metal introdus în anii ’80 încă dezvoltă dendrite, ceea ce poate duce la evenimente violente în cazul unui scurtcircuit electric. Litiu-sulful s-ar putea afla aproape de comercializare, dar oamenii de știință trebuie încă să rezolve problema duratei scurte a ciclului de viață. Bateria cu flux redox promite să fie o alternativă pentru sistemele de baterii mari, pompează fluide din rezervoare externe printr-o membrană care seamănă cu o baterie, dar sistemul suferă de coroziune.

Există o rază de speranță de a mări densitatea de energie a litiu-ionului prin acoperirea anodului cu grafen, un strat care are doar un atom grosime. Se spune că acest lucru quadruplează energia. Tehnologiile emergente de baterii durează patru ani pentru a fi comercializate, și nu există soluții miraculoase.

Centrul Comun pentru Cercetarea Stocării Energiei (JCESR) este mai optimist; au adunat cei mai străluciți oameni de la laboratoarele naționale din SUA, universități și întreprinderi private pentru a îmbunătăți bateria. Cu o grant de 120 de milioane de dolari de la Departamentul de Energie al SUA, JCESR dorește să dezvolte o baterie care să fie “de cinci ori mai puternică și de cinci ori mai ieftină în cinci ani.” Ei numesc acest plan “5-5-5”, care ar trebui să primească un impuls prin alocarea unei sume mari de bani.

Toyota este și ea în cursa pentru o baterie nouă, numind-o “bateria Sakichi” după Sakichi Toyoda, inventatorul războiului de putere din Japonia. (Numele de familie Toyoda se scrie cu “d”.) Sakichi Toyoda este adesea numit tatăl Revoluției Industriale japoneze, și se spune că în 1925 a promis un premiu încă neacordat de 1 milion de yeni pentru o baterie de stocare care produce mai multă energie decât benzină. Pentru a se califica, bateria Sakichi trebuie să fie și durabilă și rapidă la încărcare. Premiul nu a fost încă revendicat.

În general, consumatorii sunt mulțumiți de performanța bateriilor în dispozitivele portabile, dar vehiculul electric (EV) are o cerință mai mare; costul și durabilitatea vor determina succesul pe termen lung. Este ca și cum EV stabilește pragul pentru cât de departe poate ajunge bateria.

Are puțin sens să folosim baterii pentru a propulsa trenuri, nave oceanice și avioane mari. Bateriile sunt pur și simplu prea grele. Dacă toate motoarele și combustibilul dintr-o aeronavă ar fi înlocuite cu baterii, zborul ar dura mai puțin de 10 minute înainte ca combustibilul să se epuizeze. Confruntarea cu combustibilul fosil cu o valoare calorifică netă de 100 de ori mai mare decât bateria reprezintă o provocare. Pe de altă parte, petrolul nu se poate compara cu bateria, care este curată, liniștită, mică și are un pornire imediată cu o simplă apăsare a unui buton.

Sursă: https://batteryuniversity.com/article/bu-103a-battery-breakthroughs-myth-or-fact