O Graphene Manufacturing Group (GMG) da Austrália anunciou resultados de teste de desempenho impressionantes para um novo tipo de bateria de íon de alumínio que pode carregar até 10 vezes mais rápido do que as baterias de íon de lítio atuais, mas ainda dura muito mais e não requer resfriamento.
Em experimentos conduzidos pelo Instituto Australiano de Bioengenharia e Nanotecnologia da Universidade de Queensland, os protótipos da nova bateria de célula plana mostraram os seguintes indicadores-chave de desempenho.
Primeiro, a densidade de potência é de cerca de 7000 W / kg. A densidade de energia determina a rapidez com que uma célula pode ser carregada e descarregada. Com as baterias de íon de lítio atuais de 250-700W / kg, este é um grande salto em frente e coloca as baterias de íon de alumínio quase no mesmo nível dos ultracapacitores, que podem fornecer cerca de 12.000-14.000W / kg.
Em segundo lugar, a densidade de energia é 150-160 Wh / kg, portanto, fornece apenas cerca de 60 por cento da energia por unidade de peso das melhores células comerciais de íon-lítio disponíveis hoje.
A densidade de energia tem sido uma consideração importante no desempenho das baterias de veículos elétricos; quanto maior for a densidade de energia, maior será o alcance da bateria. Assim, a densidade de energia desta nova bateria GMG é menor do que o que os veículos elétricos exigem.
Mas sua tremenda taxa de cobrança pode mudar isso, assim como vários outros benefícios importantes. De acordo com a GMG, esses dispositivos podem carregar tão rapidamente que um telefone celular com essa tecnologia de íon de alumínio pode ser totalmente carregado em 1 a 5 minutos.
Traga esse conceito para o mundo dos veículos elétricos, e você terá um carro elétrico que pode viajar 60% da distância do que o Tesla, mas carrega tão rapidamente que o alcance pode ser muito menos problemático.
Além do mais, as baterias de íon de alumínio superam significativamente as baterias de lítio em testes de ciclo de vida, passando por 2.000 ciclos completos de carga e descarga sem degradação de desempenho aparente, são extremamente seguras, têm baixo potencial de incêndio e também são mais recicláveis do que baterias de lítio no final de sua vida. seus usos úteis.
Além disso, eles não precisam de lítio. Com cerca de 90 por cento da produção e aquisição de lítio do mundo passando pela China, as cadeias de abastecimento do mundo são definitivamente vulneráveis.
Outro trunfo da bateria GMG é seu excelente desempenho térmico. Mesmo quando estão carregando e descarregando a uma taxa tremenda, eles não parecem superaquecer. “Ainda não há problemas de temperatura”, disse Craig Nicole, diretor administrativo da GMG.
“Vinte por cento da bateria de íon-lítio (em um carro) é devido ao resfriamento. É muito provável que não necessitemos de resfriamento ou aquecimento. Não sobreaquece e funciona bem em climas frios. Eles não precisam de circuitos de resfriamento ou aquecimento. "
No entanto, existem alguns problemas.
Um deles é a infraestrutura de carregamento. Os telefones celulares podem carregar rapidamente sem superaquecer a rede elétrica, mas os carros elétricos não podem agora. Os supercompressores da Tesla já estão bombeando elétrons a velocidades de até 250 kW, o que se traduz em 60 kWh de potência em cerca de 15 minutos. Se você deseja carregar apenas 10 vezes mais rápido, você precisa ser capaz de fornecer instantaneamente 2,5 megawatts por meio do cabo de carregamento.
Para referência, uma típica usina termelétrica a carvão tem uma capacidade total de cerca de 600 megawatts - então, se 240 desses carros de carregamento ultrarrápido fossem acidentalmente conectados ao mesmo tempo, eles carregariam instantaneamente a rede elétrica equivalente a toda a energia plantar.
Como tal, o carregamento ultrarrápido de veículos elétricos será definitivamente difícil de escalar, especialmente porque o mundo está se movendo em direção à energia renovável em vez de coisas como carvão e gás.
O outro é um ingrediente chave na bateria GMG - grafeno poroso, dentro e ao redor do qual as moléculas de alumínio proliferam durante o processo de fabricação GMG. A empresa afirma que pode produzir grafeno de alta qualidade a baixo custo e em quantidades escaláveis, mas não fornece dados sobre quanto essas baterias podem custar quando produzidas em massa. Com preços de grafeno em torno de US $ 100 por grama, mesmo a versão "barata" pode ser muito cara.
E o último é a linha do tempo. Como você provavelmente sabe, geralmente há uma pequena lacuna entre a bancada de teste e o produto final; e é maior quando se trata de montadoras. A GMG diz que fará protótipos para pequenos testes até o final deste ano, mas não há indicação de quando as baterias de íon de alumínio poderão chegar ao mercado em grande escala.
2021-05-19 05:04:51
Autor: Vitalii Babkin