Noua baterie aluminiu-aer poate asigura o autonomie de 1.600 km pentru mașinile electrice

Companiile Alcoa și Phinergy au început testele cu un nou tip de baterie, bazată pe tehnologia aluminiu-aer, care poate fi răspunsul mult-așteptat la problema autonomiei reduse a mașinilor electrice. Există, însă, și un dezavantaj...

Să începem cu vestea bună: companiile Alcoa (Canada) și Phinergy (Israel) au început testele intensive a tehnologiei aluminiu-aer pentru bateriile mașinilor electrice. Iar mai jos avem dovada… în mișcare: un prototip de mașină electrică, cu motorul alimentat de la o baterie aluminiu-aer.

Principiul de funcționare al bateriei aluminiu-aer e curios de simplu: anodul e realizat din aluminiu, în timp ce rolul catodului e luat chiar de oxigenul din aer. Reacția chimică pentru producerea curentului electric e asigurată de apă, care transformă aluminiul în alumină (cam cum se întâmplă cu procesul de ruginire a fierului), iar un electrolit special conceput permite continuarea cât mai mult timp posibil a acestui proces.

Ceea ce, în cazul unei baterii cu masa de 100 kg, ar duce, în teorie, la o autonomie de 3.000 km, de 10 ori mai mult decât o baterie litiu-ion de același gabarit (de exemplu, bateria de pe Tesla Model S), dar mai grea de 5 ori în comparație cu bateria aluminiu-aer. În cazul bateriei de teste realizate de Alcoa și Phinergy, proiectanții susțin că îi poate conferi mașinii o autonomie maximă de 1.600 km, lucru probat pe circuitul Gilles-Villeneuve din Montreal.

Baterii aluminiu-aer
În condiții de circuit, prototipul unei mașini electrice de oraș a demonstrat că se poate ajunge la o autonomie suplimentară de 1.600 km

Însă aici ajungem la dezavantajul actualei tehnologii aluminiu-aer: bateria se ”consumă” după parcurgerea acestei distanțe. Din cauza reacțiilor chimice, aluminiul din care este realizat anodul își pierde proprietățile și nu mai poate produce suficient curent electric. Așa încât bateria trebuie să ajungă înapoi în fabrică, unde este reciclată – adică pur și simplu trebuie să primească un anod nou din aluminiu, ceea ce, față de reciclarea complexă a bateriilor litiu-ion, e mult mai puțin costisitor.

Așadar, la ce este bună bateria aluminiu-aer dacă se consumă? Ei bine, proiectanții de la Alcoa și Phinergy consideră că ea poate primi rolul de range extender (mărire a autonomiei), rol pe care, momentan, îl au motoare cu ardere internă în modele precum Opel Ampera, BMW i3 REX sau Mitsubishi Outlander PHEV. E adevărat, după ”consumare”, bateria ar trebui înlocuită, ceea ce ar putea pune probleme în proiectarea mașinilor și necesitatea unor service-uri specializate. De fapt, vorbim de o idee similară celei la care a renunțat Renault, care a conceput modelul Fluence Z.E. pentru a permite schimbarea rapidă a bateriilor în cadrul rețelei de stații special concepute Better Place.

baterii aluminiu-aer
Fondată în 2007 și intrată în faliment în 2013, rețeaua de stații Better Place a fost o idee inovatoare pentru rezolvarea autonomiei deficitare a mașinilor electrice. O idee care revine în actualitate, sub alte forme

Însă cât de mare poate fi dezavantajul? Uzual, o mașină electrică e utilizată zilnic în jur de 50-100 km, distanță pe care orice mașină electrică actuală o acoperă fără probleme prin bateriile litiu-ion din dotare. Foarte rar în cursul unui an intervin situațiile intempestive în care sunt necesare deplasări de ordinul a câtorva sute de kilometri, în general orice drum mai lung fiind programat în prealabil (concedii, vacanțe, evenimente speciale). În aceste situații, proprietarul unei mașini electrice nu ar mai trebui să-și facă griji în privința autonomiei dacă mașina ar putea fi dotată suplimentar cu o baterie aluminiu-aer, adică nu ar fi nevoie să apeleze la o altă mașină – în mod normal, cu motor cu ardere internă și rezervor cât mai mare, care, evident, ar polua în timpul funcționării.

Până când va deveni viabilă pentru producția de mare serie, tehnologia bateriilor aluminiu-aer urmează să fie testată în cadrul unui program pilot finanțat de guvernul canadian, specialiștii considerând că bateriile aluminiu-aer ar putea deveni foarte tentante pentru transportul în comun sau transportul de mărfuri. Un lucru, însă, e sigur: suntem foarte aproape de momentul în care autonomia redusă sau timpul lung de încărcare nu vor mai putea fi imputate mașinilor electrice.

 

  • Bodea Cornel

    Energia consumata pentru producerea aluminiului din bateria aluminiu-aer si amprenta accesteia si a inlocuirii acesteia (cand va fi cazul) asupra mediului, a fost luata in calcul?

    • oraan

      Asta e un subiect separat. Evident ca orice activitate industriala produce, la ora actuala, o cantitate mai mica sau mai mare de poluare, dar lucrurile se schimba rapid, odata cu adoptarea surselor de energie alternativa pentru producerea curentului electric necesar (in uzinele de prelucrare a aluminiului, de exemplu). Ideea este ca in functionare sa ajungem sa inlocuim combustibilii fosili, care polueaza prin ardere. Cat despre procesele de extragere si de prelucrare, cred ca aluminiul si carburantii sufera de aceleasi minusuri… Asta e o alta discutie (pe care o sa o aduc in atentia publicului cat de curand): polueaza mai mult producerea unei masini electrice decat a uneia conventionale? To be continued 🙂

  • Petcu Sergiu

    Rămân, consecvent la opinia ca pentru viitorul apropiat, adică pentru următorii 50-100 de ani, combustibilul accesibil transportatorilor, va fi hidrogenul; El având avantajul utilizării in integralitate a experienței dobândite pe actualele motoare termice. Obținerea hidrogenului cât și “ambalarea” lui, sunt după părerea mea, probleme care se vor rezolva in mod convenabil, cel mai probabil in următorii 2-3 ani.

    • Va dau niste valori comparative: infrastructura de statii de alimentare, pe plan mondial, se estimează ca ar necesita costuri de câteva trilioane de dolari. O infrastructura de incarcatoare rapide pt masinile electrice, plasate la maximum 100 km unul de celalalt (ceva dupa modelul Supercharger) al Tesla Motors, ar costa in jur de 100 de miliarde de dolari. Deci de zeci de ori mai putin!
      La toate acestea mai adaugam costurile de obtinere a hidrogenului si transportul lui in statiile de alimentare, care sunt estimate ca fiind de cel putin 100 de ori mai mari decat obtinerea curentului electric din surse regenerabile impreuna cu producerea bateriilor, din ce in ce mai ieftine.
      Sa nu uitam ca o masina alimentata cu hidrogen (tehnologia fuel cell) este, practic, o masina hibrida electrica, deci o masina electrica mult mai complicata. Iar rezervoarele de hidrogen prezinta riscuri de mii de ori mai mari de explozie decat bateriile.
      Daca tot nu v-am convins, uitati-va putin la evolutia galopanta a tehnologiei bateriilor, autonomia crescand simtitor, iar durata de incarare scazand foarte mult. In plus, apar tehnologii noi, cum ar fi bateria lichida, superioara atat bateriilor conventionale, cat si alimentarii cu hidrogen.
      Ah, si sa nu uitam ca solutia hidrogenului este sprijinita de constructorii auto, dar mai ales de companiile petroliere, deoarece s-ar pastra modelul de business, prin care lumea sa fie dependenta de un combustibil asigurat de numai cativa. In timp ce bateriile pot fi alimentate cu curentul produs acasa, cu panourile fotovoltaice proprii…
      Sper ca v-am dat suficiente teme de gandire pentru a vedea ca hidrogenul e departe de a fi cea mai buna solutie. Pe care le-am detaliat in aceasta analiza: http://ecoprofit.ro/masini-electrice-vs-masini-hidrogen-dezbatere/

      • Petcu Sergiu

        Da, ai dreptate, lucrurile par sa fie asa cum precizezi optimist in rezumatul prezentat.
        Dar, asa cum este de așteptat, doar cine are puterea financiara, tehnologica și de decizie, va influenta major piața.
        Si încă ceva; Eu, făceam referire la transportatori, care in calitate de consumatori, nu cred ca vor fi dispuși sa atașeze un tender la fiecare camion, cu baterii, pe care sa le ruleze in stații precum caii poștalioanelor cu mai bine de doua secole-n urma si care la rândul lor vor fi factor determinanți in dezvoltarea transportului pe șosele si autostrăzi, prin propriile alegeri.
        Gândește-te de asemenea si la aspectul utilizării autovehiculului in climatul extrem, in care condiționarea habitatului, solicita energie, in detrimentul autonomiei.
        Pe de alta parte, privind obținerea hidrogenului si îmbutelierea lui la înaltă presiune, problema este cât se poate de simplu de rezolvat cu actualele tehnologii din domeniul extracției si prelucrării petrolului, care se “joaca” cu “Tabelul lui Mendeleev”, precum copii cu cuburile la grădiniță si unde cunoștințele, fără a fi măcar brevetate, sunt conservate ca structuri de strategie si siguranță ale marilor puteri economice mondiale, intangibile in aceste momente, in care politicul nu mai este ancorat in realitate, iar hărțile lumii au devenit destul de fluide in ultimii ani.
        Transportul pur electric, va avea un viitor, doar dacă va putea oferi autonomie si confort, atât al consumatorilor dar mai ales al producătorilor, mult mai profund ancorați in realitățile financiare, decât ne putem noi imagina.

        • Sincer, nu am nicio problema cu dezvoltarea propulsiei pe hidrogen, cata vreme asta inseamna poluare zero. Principalele puncte negative mi se par costurile mult mai mari decat propulsia electrica si continuarea dependentei.
          Intr-adevar, e putin cam la limita ideea de baterii interschimbabile pentru masinile mari de transport (desi Renault a tatonat-o cu Better Place, iar Tesla o readuce in actualitate). Pe de alta parte, exista, cum spuneam, noua solutie a bateriilor lichide, care cred ca se preteaza de minune la transportul greu, in special cel naval.
          Da, sunt de acord ca multe inovatii tehnice sunt tinute in sertar pentru a fi folosite ca avantaj strategic ulterior. Nu sunt de acord cu aceasta politica, dar nu eu sunt cel care dicteaza lucrurile in lumea asta mare…
          Totul este sa nu aplicam prea tarziu aceste solutii nepoluante 🙂

          • Petcu Sergiu

            Apreciez punctul tău de vedere și sincer cred ca este încurajator sa vezi tânăra generație la “lucru”, cu alte mijloace decât existau in urma cu mai bine de 20 de ani. Nu vreau sa crezi ca m-ași putea bucura ca mi-ai dat dreptate in anumite privințe, dar direcția de dezvoltare cu baterii electrice, sincer mi se pare doar o nișă.
            Pentru a sparge gheata, cred c-ar fi necesar altceva, lucruri la care probabil nici nu ne putem gândi in acest moment.
            Exista deja tehnologii și materiale noi, care încă nu și-au dezvăluit întreaga capacitate, asa cum sunt de exemplu grafenul, aerogelul și cine știe câte altele, deja “banale” pentru unii, dar care sunt prohibitive pentru cei mai multi dintre noi și pentru care dezvoltarea cercetării interdisciplinare, are nevoie de investitori luminați, specialiști străluciți, dar și inspirați, pentru ca oricâtă munca și fonduri se vor aloca, fără inspirație, vor trece pe lingă marile oportunități precum acceleratul prin gara, “electric”.