Die australische Graphene Manufacturing Group (GMG) hat beeindruckende Leistungstestergebnisse für einen neuen Typ von Aluminiumionenbatterien bekannt gegeben, der bis zu zehnmal schneller aufgeladen werden kann als aktuelle Lithium-Ionen-Batterien, aber dennoch viel länger hält und keine Kühlung erfordert.
In Experimenten des australischen Instituts für Bioingenieurwesen und Nanotechnologie an der University of Queensland zeigten Prototypen der neuen Flachzellenbatterie die folgenden Leistungsindikatoren.
Erstens beträgt die Leistungsdichte etwa 7000 W / kg. Die Leistungsdichte bestimmt, wie schnell eine Zelle geladen und entladen werden kann. Mit aktuellen Lithium-Ionen-Batterien mit 250-700 W / kg ist dies ein großer Fortschritt und bringt Aluminium-Ionen-Batterien fast auf das Niveau von Ultrakondensatoren, die etwa 12000-14000 W / kg liefern können.
Zweitens beträgt die Energiedichte 150-160 Wh / kg, sodass nur etwa 60 Prozent der Energie pro Gewichtseinheit der besten heute erhältlichen kommerziellen Lithium-Ionen-Zellen bereitgestellt werden.
Die Energiedichte spielt seit langem eine wichtige Rolle bei der Leistung von Batterien für Elektrofahrzeuge. Je höher die Energiedichte, desto größer ist die Reichweite der Batterie. Somit ist die Energiedichte dieser neuen GMG-Batterie geringer als von Elektrofahrzeugen benötigt.
Aber seine enorme Gebührenrate könnte dies sowie einige andere wichtige Vorteile ändern. Laut GMG können diese Geräte so schnell aufgeladen werden, dass ein mit dieser Aluminiumionen-Technologie betriebenes Mobiltelefon in 1-5 Minuten vollständig aufgeladen werden kann.
Bringen Sie dieses Konzept in die Welt der Elektrofahrzeuge, und Sie haben ein Elektroauto, das 60 Prozent der Strecke zurücklegen kann als der Tesla, aber so schnell aufgeladen wird, dass die Reichweite viel weniger problematisch sein kann.
Darüber hinaus übertreffen Aluminiumionenbatterien Lithiumbatterien in Lebenszyklustests erheblich. Sie durchlaufen 2000 vollständige Lade- und Entladezyklen ohne erkennbaren Leistungsabfall. Sie sind äußerst sicher, haben ein geringes Brandpotential und sind am Ende auch recycelbarer als Lithiumbatterien ihres Lebens. ihre nützlichen Verwendungen.
Außerdem brauchen sie kein Lithium. Mit rund 90 Prozent der weltweiten Lithiumproduktion und -beschaffung in China sind die weltweiten Lieferketten definitiv anfällig.
Ein weiterer Trumpf der GMG-Batterie ist ihre hervorragende Wärmeleistung. Selbst wenn sie mit einer enormen Geschwindigkeit geladen und entladen werden, scheinen sie nicht zu überhitzen. "Es gibt noch keine Temperaturprobleme", sagte GMG-Geschäftsführer Craig Nicole.
„Zwanzig Prozent der Lithium-Ionen-Batterie (in einem Auto) sind auf Kühlung zurückzuführen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir überhaupt keine Kühlung oder Heizung benötigen. Es überhitzt nicht und funktioniert gut bei kaltem Wetter. Sie brauchen keine Schaltkreise zum Kühlen oder Heizen. "
Es gibt jedoch einige Probleme.
Eine davon ist die Ladeinfrastruktur. Mobiltelefone können schnell aufgeladen werden, ohne das Stromnetz zu überhitzen, Elektroautos jedoch nicht. Die Kompressoren von Tesla pumpen bereits Elektronen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 250 kW, was einer Leistung von 60 kWh in etwa 15 Minuten entspricht. Wenn Sie nur zehnmal schneller aufladen möchten, müssen Sie sofort 2,5 Megawatt über das Ladekabel liefern können.
Als Referenz hat ein typisches Kohlekraftwerk eine Gesamtleistung von etwa 600 Megawatt. Wenn also 240 dieser ultraschnell aufladbaren Autos versehentlich gleichzeitig angeschlossen würden, würden sie sofort das Stromnetz belasten, das dem gesamten Strom entspricht Pflanze.
Daher wird das ultraschnelle Laden von Elektrofahrzeugen auf jeden Fall schwierig zu skalieren sein, zumal sich die Welt eher auf erneuerbare Energien als auf Kohle und Gas konzentriert.
Der andere ist ein Schlüsselbestandteil der GMG-Batterie - poröses Graphen, in und um das sich Aluminiummoleküle während des GMG-Herstellungsprozesses vermehren. Das Unternehmen gibt an, qualitativ hochwertiges Graphen zu geringen Kosten und in skalierbaren Mengen herstellen zu können, gibt jedoch keine Zahlen darüber an, wie viel diese Batterien bei Massenproduktion kosten könnten. Mit Graphenpreisen um 100 US-Dollar pro Gramm kann sogar die "preiswerte" Version sehr teuer sein.
Und der letzte ist die Zeitleiste. Wie Sie wahrscheinlich wissen, besteht normalerweise eine kleine Lücke zwischen dem Prüfstand und dem Endprodukt. und es ist größer, wenn es um Autofirmen geht. GMG sagt, dass es bis Ende dieses Jahres Prototypen für kleine Tests herstellen wird, aber es gibt keinen Hinweis darauf, wann Aluminiumionenbatterien in großem Maßstab auf den Markt kommen könnten.
2021-05-19 05:04:51
Autor: Vitalii Babkin