Il Graphene Manufacturing Group (GMG) australiano ha annunciato risultati dei test sulle prestazioni impressionanti per un nuovo tipo di batteria agli ioni di alluminio che può caricare fino a 10 volte più velocemente delle attuali batterie agli ioni di litio, ma dura ancora molto più a lungo e non richiede raffreddamento.
Negli esperimenti condotti dall'Istituto australiano di bioingegneria e nanotecnologia presso l'Università del Queensland, i prototipi della nuova batteria a celle piatte hanno mostrato i seguenti indicatori chiave di prestazione.
Innanzitutto, la densità di potenza è di circa 7000 W / kg. La densità di potenza determina la velocità con cui una cella può essere caricata e scaricata. Con le attuali batterie agli ioni di litio da 250-700 W / kg, questo è un enorme balzo in avanti e mette le batterie agli ioni di alluminio quasi alla pari con gli ultracondensatori, che possono erogare circa 12000-14000 W / kg.
In secondo luogo, la densità di energia è 150-160 Wh / kg, quindi fornisce solo circa il 60 percento dell'energia per unità di peso delle migliori celle agli ioni di litio disponibili oggi.
La densità energetica è stata a lungo una considerazione chiave nelle prestazioni delle batterie dei veicoli elettrici; maggiore è la densità di energia, maggiore è l'autonomia che puoi ottenere dalla batteria. Pertanto, la densità di energia di questa nuova batteria GMG è inferiore a quella richiesta dai veicoli elettrici.
Ma la sua enorme velocità di ricarica potrebbe cambiare la situazione, così come molti altri vantaggi chiave. Secondo GMG, questi dispositivi possono caricarsi così rapidamente che un telefono cellulare alimentato da questa tecnologia agli ioni di alluminio può essere caricato completamente in 1-5 minuti.
Porta questo concetto nel mondo dei veicoli elettrici e hai un'auto elettrica che può percorrere il 60 percento della distanza rispetto alla Tesla, ma si ricarica così rapidamente che l'autonomia può essere molto meno problematica.
Inoltre, le batterie agli ioni di alluminio superano significativamente le prestazioni delle batterie al litio nei test del ciclo di vita, superando 2000 cicli di carica e scarica completi senza apparente degrado delle prestazioni, sono estremamente sicure, hanno un basso potenziale di incendio e sono anche più riciclabili delle batterie al litio alla fine della loro vita e dei loro usi utili.
E inoltre, non hanno bisogno del litio. Con circa il 90% della produzione e dell'approvvigionamento di litio nel mondo che passa attraverso la Cina, le catene di approvvigionamento mondiali sono decisamente vulnerabili.
Altra carta vincente della batteria GMG sono le sue eccezionali prestazioni termiche. Anche quando si stanno caricando e scaricando a una velocità enorme, non sembrano surriscaldarsi. "Non ci sono ancora problemi di temperatura", ha affermato Craig Nicole, amministratore delegato di GMG.
“Il 20% della batteria agli ioni di litio (in un'auto) è dovuto al raffreddamento. È molto probabile che non avremo affatto bisogno di raffreddamento o riscaldamento. Non si surriscalda e funziona bene quando fa freddo. Non hanno bisogno di circuiti per il raffreddamento o il riscaldamento ".
Tuttavia, ci sono alcuni problemi.
Uno di questi è l'infrastruttura di ricarica. I telefoni cellulari possono caricarsi rapidamente senza surriscaldare la rete elettrica, ma le auto elettriche ora non possono. I compressori di Tesla stanno già pompando elettroni a velocità fino a 250 kW, il che si traduce in 60 kWh di potenza in circa 15 minuti. Se vuoi ricaricare solo 10 volte più velocemente, devi essere in grado di fornire istantaneamente 2,5 megawatt tramite il cavo di ricarica.
Per riferimento, una tipica centrale elettrica a carbone ha una capacità totale di circa 600 megawatt, quindi se 240 di queste auto a ricarica ultrarapida venissero collegate accidentalmente allo stesso tempo, caricherebbero istantaneamente la rete elettrica equivalente all'intera potenza pianta.
In quanto tale, la ricarica ultrarapida dei veicoli elettrici sarà sicuramente difficile da scalare, soprattutto perché il mondo si sta muovendo verso l'energia rinnovabile piuttosto che cose come carbone e gas.
L'altro è un ingrediente chiave nella batteria GMG: il grafene poroso, all'interno e attorno al quale proliferano le molecole di alluminio durante il processo di produzione GMG. L'azienda afferma di poter produrre grafene di alta qualità a basso costo e in quantità scalabili, ma non fornisce alcuna cifra su quanto potrebbero costare queste batterie se prodotte in serie. Con prezzi del grafene intorno ai $ 100 al grammo, anche la versione "economica" può essere molto costosa.
E l'ultima è la sequenza temporale. Come probabilmente saprai, di solito c'è un piccolo spazio tra il banco di prova e il prodotto finale; ed è più grande quando si tratta di case automobilistiche. GMG afferma che realizzerà prototipi per piccoli test entro la fine di quest'anno, ma non ci sono indicazioni su quando le batterie agli ioni di alluminio potrebbero arrivare sul mercato su larga scala.
2021-05-19 05:04:51
Autore: Vitalii Babkin