Zamislite da se odvučete do benzinske pumpe, otvorite rezervoar i izvučete mlaznicu spremnika goriva. Ali umjesto plina, izlazi mješavina vode i alkohola. Umjesto da napunite rezervoar goriva, smjesa napuni bateriju vašeg električnog automobila - u trenu.
Povezani sadržaj
- Pet pitanja koja biste trebali imati o novoj kalifornijskoj bateriji s pogonom na Teslu
Ovo je san Johna Cushmana, znanstvenika sa sveučilišta Purdue, koji je razvio "punjivu" bateriju za električne automobile. Cushmanova metoda koristi vodu, etanol (istu vrstu alkohola kao u alkoholnim pićima), sol i otopljene metale. Omogućio bi vlasnicima električnih automobila da brzo i lako napune svoje automobile koristeći postojeće benzinske postaje pretvorene u stanice za punjenje baterija.
„Pokušavali smo pronaći ekološki prihvatljiv i ekonomičan način napajanja mobilnih vozila poput automobila i kamiona i automobila za golf, i to na način da vam ne bi trebalo sjediti i priključiti svoj automobil X sat vremena, - kaže Cushman.
Baterija je primjer "protočne baterije", koja koristi dva kemijska spoja otopljena u tekućini za oblikovanje pozitivno i negativno nabijenih strana. Tekućine se pumpaju u baterijsku ćeliju koja pretvara kemijsku energiju u električnu. Tipične baterije obično koriste membrane za odvajanje dviju tekućina. Ali Cushmanova baterija koristi vodu i etanol te sol da bi se voda i etanol odvojili na dva sloja, bez membrana. To daje prednost bateriji u odnosu na tradicionalne protočne baterije, kaže Cushman, budući da su membrane često slaba veza.
"Membrana se obično raspada, a kad se razgradi, kratko se istroše bateriju, " kaže on.
Ova metoda omogućuje izgradnju sustava s dovoljno volumne energije da se automobil pokrene.
"Ne znam možemo li odgovarati onome što imaju u litijskim baterijama, ali ne moramo", kaže Cushman. "Zapravo vjerujemo da imamo na raspolaganju dovoljno snage za ubrzavanje lakog automobila prilično brzo - ali možda ne tako brzo od 0 do 60 za četiri sekunde. Kome stvarno treba ta vrsta ubrzanja? Većina automobila na plin ne približava se."
Dok električni automobili rastu u popularnosti, punjenje je višegodišnje pitanje. Tesla, čiji je Model S najprodavaniji električni automobil u Americi, oslanja se na mrežu odredišnih postaja za punjenje na kojoj vozači mogu planirati da budu nekoliko sati ili preko noći, ili stanice za punjenje, koje automobile pune u oko 30 minuta. Ali, ovisno o tome gdje vozite, ove postaje mogu biti malo i između. Na primjer, ogromne države Srednjeg Zapada, poput Kansasa i Missourija, imaju samo nekoliko njih. To znači da cestovno putovanje u Tesli treba pažljivo planirati. Strah od istrošenja energije daleko od stanice za punjenje toliko je čest među vozačima električnih automobila da je čak i dobio ime: "opseg anksioznosti".
Cushman predviđa da se benzinske postaje pretvore u stanice za punjenje goriva, možda i jedna pumpa u isto vrijeme, kada se povećava potražnja. Stanice bi mogle koristiti postojeću infrastrukturu i transportni lanac za tekućinu elektrolita.
"Naftne kompanije ne žele vidjeti da su sve njihove benzinske postaje ostavljene pored puta", kaže Cushman. „Možemo pumpati naše elektrolite kroz postojeće cjevovode. Nema ništa opasno; sve je biorazgradivo. "
Potrošeni elektroliti mogli bi se baciti u spremnike za skladištenje na benzinskim stanicama i otpremiti u rafineriju, idealno onaj koji pokreće čista energija sunca i sunca. Tamo se može obnoviti i poslati natrag na benzinske postaje.
"To je sustav zatvorene petlje", kaže Cushman.
Cushman i njegov tim, koji su osnovali tvrtku pod nazivom Ifbattery LLC radi komercijalizacije tehnologije, trenutno razgovaraju s vojskom o korištenju tehnologije akumulatora za napajanje tihih, prikrivenih vozila s malo toplinskog potpisa kako bi privukli neprijateljsku pažnju. Također traže izradu većih prototipa i suradnju s proizvodnim partnerima kako bi na kraju donijeli baterije na civilno tržište. Cushman smatra da postoji "značajna mogućnost" da se tehnologija za deset godina raširi na američkim cestama, ali oklijeva s predviđanjima.
Iako postoje razne tehnologije protočnih baterija, oni su se borili za dolazak na tržište, a kad se to dogodio, imali su poteškoća nadmetati se s mnogo više etabliranim litij-ionskim baterijama. "[P] umjetnost problema s protočnim baterijama je u tome što je većina dosadašnjih napretka u laboratoriji", piše Peter Maloney iz Utility Divea, biltena koji pokriva komunalnu industriju. "Li-ionske baterije, s druge strane, imaju dugogodišnje rezultate u polju u svim vrstama računala - od računala i pametnih telefona do električnih vozila i skladišnih uređaja povezanih megavatskim mrežama."
Ali pomaci poput Cushmana mogu promijeniti jednadžbu. Cijena će također biti faktor - baterije s prethodnim protokom obično su koristile relativno skupe metale poput vanadija. Cushmanova baterija koristi vodu, etanol, sol i jeftini aluminij ili cink.
"Moja je odgovornost bila kemija", kaže Cushman. "Sada je samo mali korak napraviti komercijalno održiv proizvod."
