Crno zlato za zelene automobile
Današnji su električni automobili ograničeni baterijama koje su teške, skupe i velike. Dvije trećine volumena baterije u Nissanovom električnom automobilu Leaf, na primjer, sastoji se od materijala koji pružaju strukturnu potporu, ali ne stvaraju električnu energiju. A cijena tih materijala je veća od cijene električki aktivnih komponenti. Jedan od načina za znatno poboljšanje punjivih baterija je iskorištavanje te nepotrebne težine. Ovo je svrha tajnog "umaka u boci" kojeg su razvili Yet-Ming Chiang i njegovi kolege s Tehnološkog instituta u Massachusettsu.
U standardnoj bateriji ioni prelaze s jedne čvrste elektrode na drugu kroz tekući elektrolit ili elektrolit u prahu. To zauzvrat prisiljava elektrone da teku kroz vanjsku žicu koja povezuje elektrode, što stvara električnu struju. U Chiangovoj bateriji elektrode su u obliku sitnih čestica mješavine litija pomiješane s tekućim elektrolitom kako bi se dobila gusta otopina. Baterija koristi dva toka te guste otopine, jedan pozitivno nabijen, a drugi negativno nabijen. Oba toka se pumpaju kroz kolektore struje od aluminija i bakra s propusnom membranom između njih. Dok teku, oni izmjenjuju ione litija preko membrane, što uzrokuje tok električne struje. Za punjenje baterije primjenjuje se napon kako bi se ione "gurnulo" natrag preko membrane.
Ovaj izum je vrsta protočne baterije, u kojoj se obično nalazi tekući elektrolit koji se kreće pokraj stacionarnih elektroda. Chiang procjenjuje da će snaga po jedinici volumena koju isporučuje njegova litijska "polučvrsta" protočna baterija biti 10 puta veća od konvencionalnih dizajna. Vozači bi mogli puniti bateriju na tri načina. Mogli bi ispumpati potrošenu gustu otopinu i upumpati svježu, mogli bi otići do crpke gdje bi spremnici potrošene guste otopine bili zamijenjeni svježom ili bi mogli napuniti gustu otopinu električnom strujom. U prva bi dva slučaja potpuno punjenje trebalo trajati svega nekoliko minuta.
Punjive baterije su daleko najteže i najskuplje komponente električnih automobila. Chiang procjenjuje da će trošak proizvodnje baterija njegovog tima biti 250 dolara po kilovat-satu energetskog kapaciteta. Dakle, kada bi napravili jednu takvu bateriju da zamijeni bateriju kapaciteta 24 kWh u automobilu Leaf, ona bi imala cijenu 6000 dolara. Ta je cijena na razini od oko jedne trećine cijene postojećih baterija i dovoljno je niska kako bi konkurirala benzinu. Chiang je također izračunao da bi to omogućilo automobilima autonomiju od najmanje 300 km po jednom punjenju, dvostruko više od one koju je moguće postići s današnjim baterijama. » Potraži više...