Металл-воздушные аккумуляторы как альтернатива литий-йонным

Литий-ионный аккумулятор 18650

Всё упорнее ходят слухи о светлом, экологически чистом будующем, электромобили заменят грязные дизели, а на крышах домов засияют синим глянцем новые солнечные панели. Понять экологов и энтузиастов "электриков" можно, однако здравый смысл никто не отменял. Каковы же главные препятствия на этом пути и каковы перспективы?

Сразу следует обозначить, что под термином "возобновляемые источники", подразумевается целый индустриальный комплекс: автомобилестроение, энергетика, электроника и т.д. Многие полагают, что всё это очень дорого. Однако, это не так. В мире хватает средств для инвестирования в высокодоходные отрасли и IT сферу. Мало того, деньги всегда можно напечатать. Главная проблема - ресурсы планеты. И если с кремнием, а следовательно, с солнечными панелями дела обстоят хорошо т.е. кремния на Земле много и он относительно дешевый, то с редкоземельными металлами входящими в состав аккумуляторов дела обстоят намного хуже. А ведь без них никуда!

Так учёные подсчитали, что в современная литий-йонной батарея содержит приблизительно 160 граммов металлического лития на один киловатт хранимой электроэнергии. Это базовая цифра. Теперь можно подсчитать сколько лития требуется, например, автомобилю Tesla Model S с аккумулятором емкостью 85 кВт. Итого 13,6 кг. металлического лития.

Батарея автомобиля Tesla

Батарея автомобиля Tesla 85 кВт

При этом, аккумулятор состоит из множества элементов формфактора 18650. Напомним, что эти элементы содержат также никель и кобальт. И если с первым проблем не наблюдается, то с кобальтом дела обстоят совсем не так безоблачно. Экономисты подсчитали, что даже при современных ценах, спрос на кобальт к 2025 году вырастет примерно в три раза! Но, где взять такое количество кобальта и можно ли его чем-то заменить?

«Кобальт настолько важен для оптимальной производительности аккумуляторов, что он вряд ли скоро исчезнет из литий-ионных аккумуляторов. Если увеличить долю никеля, снизится стабильность батареи и срок её службы, снизится скорость заряда батареи. Кобальт - это элемент, который компенсирует нестабильность никеля. Без него не обойтись в ближайшие три десятилетия.», - сказал исполнительный директор Umicore Марк Гринберг.

К этому стоит добавить, что сегодня Li-Ion аккумляторы широко применяются лишь в переносной электронике: смартфонах, ноутбуках, фонарях, навигаторах и т.п. И это уже довольно обширный рынок. Если же на рынок выйдут автопроизводители, кобальта и лития станет катастрофически не хватать. Также не стоит забывать энергетиков и учёных физиков. Их эксперименты с термоядерным синтезом на токамаках также требуют изрядного количества лития, который используется для получения трития.

Короче, ученые подсчитали, что лития и кобальта хватит для замены на электромобили лишь 25% всего современного автопарка. Вот так. Никакой реальной "электромобилизации" в ближайшее время не будет, пока не будут найдены новые решения в области хранения электроэнергии.

Прогресс в этой области идёт достаточно быстро, однако новых технологических решений пока не видно. Впрочем стало понятно, что использовать литий-йонные аккумуляторы в энергетике нецелесообразно, потребуется слишком большая емкость, а соответственно и стоимость таких батарей будет запредельной. Для энергетических нужд уже сегодня созданы более подходящие металл-воздушные батареи.

Metal-Air

Любая батарея состоит из анода, катода и электролита между ними. Так в литий-ионной батарее ионы лития, растворенного в электролите, перемещаются от анода к катоду в процессе зарядки и разрядки. В металл-воздушной батарее катод состоит из воздуха, а анод из металла. Использование воздуха делает эти батареи принципиально более легкими и дешевыми.

Компания Fluidic Energy производит особый тип металлической воздушной батареи, называемой цинко-воздушной. Цинк - недорогой металл, являющийся самым дешевым победителем в области хранения энергии. Он использовался в батареях в течение многих лет, но они были неперезаряжаемы. Когда энергия, накопленная в них, кончалась, батарею приходилось выбрасывать. В 2005 году Fluidic Energy приступила к лабораторным исследованиям свойств цинковых батарей в результате чего через десять лет создала коммерческую технологию цинковых аккумуляторов. В настоящее время компания уже развернула 75000 батарей на 1200 различных площадках по всему миру, что намного больше, чем ее конкуренты.

Прогрессу технологии Fluidic Energy поспособствовало то, что металл-воздушные батареи компании в 4 раза дешевле любых кислотных аккумуляторов и в 17 раз дешевле любых li-ion. Так стоимость хранения 1 кВт.ч получилась намного ниже 100 долларов. Кроме того, батареи компании имеют долгий срок службы, переносят глубокую разрядку, имеют большое количество циклов заряд-разряд, масштабируемы, пожаробезопасны, полностью утилизируемы.

Батареи Fluidic Energy предназначены вовсе не для переносных или мобильных устройств. Их основные сферы применения: солнечная энергетика, телекоммуникации. Здесь они обеспечивают беспрецедентный уровень надёжности и контроля, заменяя собой дорогостоящие дизельные генераторы.

Батарейная система Fluidic Energy



ООО "Бисойл" - оптовые поставки дизтоплива для строительных и ремонтных организаций по Москве и области. Лицензия на доставку в Центральный округ Москвы.

БИСОЙЛ - контактный телефон +7 495 669-39-76



Доставка топлива по центру Столицы

Доставляем топливо в центр!

Новости отрасли:

Динамика потребительских цен на бензин и дизельное топливо (апрель 2018 г.) в %

Средние потребительские цены по России:
Бензин АИ92 - 38,54 руб.
Бензин АИ95 - 41,49 руб.
Бензин АИ98 - 46,83 руб.
Дизтопливо   - 41,53 руб.

Средние потребительские цены по Москве:
Бензин АИ92 - 38,99 руб.
Бензин АИ95 - 42,44 руб.
Бензин АИ98 - 48,18 руб.
Дизтопливо   - 40,72 руб.