https://frosthead.com

Valage oma elektrisõiduki laadimiseks

Kujutage ette, et tõmbate bensiinijaama, avate paagi ja tõmbate välja kütusejaoturi otsiku. Gaasi asemel tuleb välja vesi ja alkohol. Kütusepaagi täitmise asemel laadib segu teie elektriauto aku kohe sisse.

Seotud sisu

  • Viis küsimust, mis teil peaks olema, California uue Tesla jõul töötava akupanga kohta

See on Purdue ülikooli teadlase John Cushmani unistus, kes on välja töötanud elektriautodele “koheselt laetava” aku. Cushmani meetodis kasutatakse vett, etanooli (sama tüüpi alkoholi nagu alkohoolsetes jookides), soola ja lahustunud metalle. See võimaldaks elektriautode omanikel oma autosid kiiresti ja lihtsalt laadida, kasutades olemasolevaid akulaadimisjaamadeks muudetud bensiinijaamu.

„Proovisime leida keskkonnasäästlikku ja ökonoomset viisi liikuvate sõidukite, näiteks autode ja veoautode ning golfiautode toiteks, ning teha seda viisil, et te ei peaks seal istuma ja oma autot X-tunniks ühendama, Ütles Cushman.

Aku on näide "voolupatareist", mis kasutab kahte vedelikes lahustatud keemilist ühendit positiivse ja negatiivselt laetud külje moodustamiseks. Vedelikud pumbatakse akuelementi, mis muundab keemilise energia elektrienergiaks. Tavaliselt kasutavad voolupatareid kahe vedeliku eraldamiseks membraane. Kuid Cushmani aku kasutab vett ja etanooli ning soola, et sundida vett ja etanooli eralduma kaheks kihiks ilma membraanita. See annab akule eelise traditsiooniliste voolupatareide ees, ütles Cushman, kuna membraanid on sageli nõrk lüli.

"Membraanid kipuvad lagunema ja aku lagunemisel tekivad lühised, " ütleb ta.

See meetod võimaldab ehitada süsteemi, mille mahutamiseks on piisavalt energiat mahu saavutamiseks.

"Ma ei tea, kas me suudame ühitada seda, mis neil liitiumakudes on, kuid me ei pea seda tegema, " ütleb Cushman. "Me usume tegelikult, et meil on piisavalt jõudu, et kerge auto kiirendamiseks üsna kiiresti - kuid võib-olla mitte nii kiiresti kui 0–60 nelja sekundiga. Kes seda tüüpi kiirendust tegelikult vajab? Enamik gaasimootoriga autosid ei tule lähedale."

Kuigi elektriautode populaarsus kasvab, on laadimine mitmeaastane probleem. Tesla, kelle Model S on Ameerikas enimmüüdud elektriauto, tugineb sihtkoha laadimisjaamade võrgule, kus sõidukijuhid saavad planeerida mitu tundi või üleöö, või ülelaaduri jaamade võrgule, mis laadib autod umbes 30 minutiga. Kuid olenevalt sellest, kuhu sõidate, võib neid jaamu olla vähe ja väga kaugel. Näiteks tohututel Kesk-Lääne osariikidel, nagu Kansas ja Missouri, on vaid käputäis. See tähendab, et pikamaareis Teslas võtab hoolikalt läbi planeerimise. Hirm, et laadimisjaamast võib kaugelt otsa saada, on elektriautode juhtide seas nii tavaline, et see sai isegi nime: 'ärevusvahemik'.

Cushman arvab, et bensiinijaamad muutuvad akude laadimisjaamadeks, ehk üks pump korraga, kui nõudlus suureneb. Jaamad võiksid elektrolüütide vedeliku jaoks kasutada oma olemasolevat infrastruktuuri ja transpordiahelat.

"Naftaettevõtted ei taha näha kõiki oma tee ääres olevaid bensiinijaamu, " ütleb Cushman. „Saame oma elektrolüüte pumbata läbi olemasolevate torustike. Pole midagi ohtlikku; see kõik on biolagunev. ”

Kasutatud elektrolüüdid saab tanklates olevatesse mahutitesse lasta ja vedada rafineerimistehasesse, ideaaljuhul toiteallikaks on puhas päikese- või tuuleenergia. Seal saaks selle taastada ja otse bensiinijaamadesse toimetada.

"See on suletud ahela süsteem, " ütleb Cushman.

Cushman ja tema meeskond, kes on tehnoloogia kommertsialustamiseks asutanud ettevõtte nimega Ifbattery LLC, peavad praegu sõjaväe esindajatega kõnelusi akutehnoloogia kasutamisest vaikste, salajaste, vähese kuumuseallkirjaga sõidukite toiteks, et meelitada vaenlase tähelepanu. Samuti soovivad nad ehitada suuremaid prototüüpe ja teha koostööd tootmispartneritega, et viia patareid lõpuks tsiviilturule. Cushman leiab, et on olemas "märkimisväärne võimalus", et see tehnoloogia on Ameerika teedel kümne aasta jooksul laialt levinud, kuid ta kõhkleb ennustuste tegemisega.

Ehkki seal on mitmesuguseid vooluakutehnoloogiaid, on nad turul vaeva näinud ja kui nad seda teevad, on neil olnud raske konkureerida palju väljakujunenud liitiumioonakudega. "Voolupatareide probleem [P] on see, et suurem osa senistest edusammudest on olnud laboratooriumides, " kirjutab Peter Maloney kommunaalteenuste tööstust käsitlevas infolehes Utility Dive . "Teisest küljest on liitium-ioonakud pikaajalised välitingimustes kasutatavate installatsioonide osas alates arvutitest ja nutitelefonidest kuni elektrisõidukite ja megavattvõimsusega võrguga ühendatud salvestusruumideni."

Kuid sellised edusammud nagu Cushmani võivad võrrandit muuta. Hind on ka tegur - varasemates voolupatareides on tavaliselt kasutatud suhteliselt kalleid metalle nagu vanaadium. Cushmani aku kasutab vett, etanooli, soola ja odavat alumiiniumi või tsinki.

"Minu vastutus oli keemia tegemine, " ütleb Cushman. "Äriliselt elujõulise toote valmistamiseks on nüüd vaid väike samm."

Valage oma elektrisõiduki laadimiseks