211service.com
År på väg, lovande uppladdningsbara metall-luftbatterier på väg till marknaden
Efter år av utveckling, en ny batteriteknik från start Flytande energi kommersialiseras (se vadslagning på ett metall-luftbatteri genombrott ). Det är ett laddningsbart metall-luft-batteri vars första tillämpning är att ersätta diesel- och bly-syra-batteribackupsystem för telekommunikationstorn och för andra företag som behöver en stadig tillförsel av ström. Företaget har i tysthet demonstrerat sitt batteri för kunder i ett år. I en intervju med MIT Technology Review , Fluidic Energy-grundaren och teknologichefen Cody Friesen gjorde detaljer om sin produkt offentligt tillgängliga för första gången.
Celleffekt: Boxen till höger innehåller batterier från Fluidic Energy som håller detta telekommunikationstorn i drift genom strömavbrott.
Metall-luftbatterier har potential att lagra mer energi än litiumjonbatterier, som nu används i elfordon och vissa nättillämpningar. Baserat på de material som används kan metall-luftbatterier också vara billigare än blybatterier, de billigaste, allmänt använda uppladdningsbara batterierna.
Men även om icke-uppladdningsbara metall-luft-batterier har använts kommersiellt under lång tid - de används ofta i till exempel hörapparater - har det varit svårt att göra dem uppladdningsbara. I ett metall-luftbatteri reagerar en metall som zink (den som används i fallet med flytande energi) med syre från luften för att generera elektricitet.
För att upprepade gånger ladda ett metall-luftbatteri är det nödvändigt att ta bort det syret och bilda zinkmetall igen. Men den kvarlämnade metalliska zinken tenderar att bilda porösa strukturer som tar upp mycket mer utrymme än tät, solid metall, vilket förnekar den potentiella storleksfördelen med metall-luft-batterier. Vid omladdning kan zinken också bilda rotliknande strukturer som orsakar kortslutning i batteriet. Att göra en långvarig luftelektrod – platsen för interaktionen mellan batteriet och den yttre miljön – är också en utmaning. De befintliga är bra för engångsbatterier, men inte för uppladdningsbara batterier som är tänkta att hålla längre.
För att lösa problemet med zink som producerar skrymmande, dendritiska strukturer använder Fluidic Energy kemiska tillsatser för att säkerställa att zink bildar täta, enhetliga lager. Problemet är att dessa tillsatser tenderar att avdunsta eller bryta ner med tiden. Fluidic Energy utvecklade proprietära joniska vätskor som inte avdunstar och inte sönderdelas vid de spänningar som ses i batteriet, och som, framför allt, är billiga. Den höga kostnaden för joniska vätskor har hindrat dem från att användas i batteriapplikationer.
Friesen säger att företaget också utvecklade luftelektroder som håller fem till sju gånger längre än andra på marknaden, även om han håller de specifika framstegen som gjorde det möjligt hemligt.
De resulterande batterierna är billigare än att köpa kombinationen av blybatterier och dieselmotorer som vanligtvis används för att hålla telekommunikationstorn igång genom strömavbrott. Och de kostar mycket mindre att driva, eftersom de eliminerar behovet av diesel, åtminstone när telekommunikationstornen är anslutna till nätet. (Batterierna kan också användas i off-grid-applikationer, där de skulle behöva paras ihop med en strömkälla som solpaneler eller en dieselgenerator.)
Även om batterierna verkar vara en bra lösning för telekommunikationstorn, kan det ta ett tag innan batterierna används i bilar. Metall-luftbatterier är en spännande teknik för bilar eftersom de har potential att lagra tre eller fyra gånger så mycket el som litiumjonbatterier, vilket skulle kunna utöka fordonets räckvidd eller göra det möjligt att använda mindre, billigare batteripaket. Vi är inte i närheten av det, säger Friesen, även om tekniken lagrar betydligt mer energi än blybatterier.
Storskalig nätlagring kan också vara en utmaning. Historiskt sett har effektivitet varit ett problem med metall-luft-batterier, som kan slösa bort nästan hälften av den energi som lagras i dem. Friesen säger att Fluidic har tagit itu med problemet, men av konkurrensskäl skulle han inte ge den specifika effektiviteten, annat än att säga att vår effektivitet är långt över den för ett diesel- och blysyrasystem.
När det gäller reservkraftsmarknaden kommer Fluidic Energy att möta en tuff konkurrent. GE öppnade nyligen en stor fabrik i Schenectady, New York, för att bygga batterier som också är designade för att ersätta dieselgeneratorer och blybatterier (se GE:s nya batteri för att stärka nätet och inuti GE:s nya batterifabrik).