Představte si, že vytáhnete benzínovou pumpu, vyklopíte nádrž a vytáhnete trysku výdejního stojanu. Ale místo plynu přichází směs vody a alkoholu. Namísto plnění palivové nádrže se směs nabíjí baterií elektrického vozidla - okamžitě.
Související obsah
- Pět otázek, které byste měli mít o nové kalifornské bateriové baterii
To je sen Johna Cushmana, vědce z Purdue University, který vyvinul „okamžitě dobíjecí“ baterii pro elektromobily. Cushmanova metoda používá vodu, ethanol (stejný druh alkoholu, jaký najdete v alkoholických nápojích), sůl a rozpuštěné kovy. Majitelům elektrických vozidel by to umožnilo rychle a snadno dobít jejich auta pomocí stávajících čerpacích stanic přeměněných na dobíjecí stanice baterií.
"Snažili jsme se najít ekologický a ekonomický způsob, jak pohánět mobilní vozidla, jako jsou automobily a nákladní automobily a golfová auta, a udělat to tak, že byste tam nemuseli sedět a zapojovat své auto po dobu X hodin, “Říká Cushman.
Baterie je příkladem „průtokové baterie“, která používá dvě chemické sloučeniny rozpuštěné v kapalinách k vytvoření kladně a záporně nabitých stran. Kapaliny jsou čerpány do bateriového článku, který přeměňuje chemickou energii na elektrickou. Průtokové baterie obvykle používají membrány k oddělení obou kapalin. Ale Cushmanova baterie používá vodu a ethanol a sůl k tomu, aby se voda a ethanol oddělily do dvou vrstev, aniž by byla potřeba membrána. To dává baterii výhodu oproti tradičním průtokovým bateriím, říká Cushman, protože membrány jsou často slabým článkem.
"Membrány mají tendenci se rozpadat, a když rozbijí bateriové šortky, " říká.
Tato metoda umožňuje vybudovat systém s dostatečnou objemovou energií k pohonu automobilu.
"Nevím, jestli se můžeme vyrovnat tomu, co mají v lithiových bateriích, ale nemusíme, " říká Cushman. „Ve skutečnosti jsme přesvědčeni, že máme k dispozici dostatek energie k tomu, abychom zrychlili lehké auto docela rychle - ale možná ne tak rychle, jako je 0 až 60 za čtyři sekundy. Kdo opravdu potřebuje tento typ zrychlení? Většina vozů s plynovým pohonem se nepřibližuje.“
Zatímco elektrická auta rostou v oblibě, nabíjení je trvalá záležitost. Tesla, jejíž model S je nejprodávanějším elektrickým autem v Americe, se spoléhá na síť cílových nabíjecích stanic, kde mohou řidiči plánovat několik hodin nebo přes noc, nebo stanice s přeplňováním, které nabíjejí auta přibližně za 30 minut. Ale v závislosti na tom, kam jedete, může být mezi těmito stanicemi málo a daleko. Obrovské středozápadní státy jako Kansas a Missouri mají například jen hrstku. To znamená, že cesta na dálku v Tesle vyžaduje pečlivé plánování. Strach z vyčerpání nabití daleko od nabíjecí stanice je u řidičů elektrických vozidel tak běžný, že dokonce dostal jméno: „úzkost dojezdu“.
Cushman předpokládá, že se benzínové stanice převedou na stanice na nabití baterií, možná jedno čerpadlo najednou, jak se bude zvyšovat poptávka. Stanice by mohly pro svoji elektrolytickou tekutinu použít svou existující infrastrukturu a dopravní řetězec.
"Ropné společnosti nechtějí vidět všechny své čerpací stanice, které zbyly po boku, " říká Cushman. "Můžeme pumpovat naše elektrolyty přes stávající potrubí." Není nic nebezpečného; všechno je biologicky rozložitelné. “
Vyčerpané elektrolyty by mohly být uloženy do skladovacích nádrží na benzínových pumpách a dopraveny do rafinerie, ideálně poháněné čistou sluneční nebo větrnou enenergií. Tam by to mohlo být rekonstruováno a odesláno zpět na čerpací stanice.
"Je to systém s uzavřenou smyčkou, " říká Cushman.
Cushman a jeho tým, kteří spoluzakládali společnost s názvem Ifbattery LLC, aby komercializovali tuto technologii, v současné době jednají s armádou o využití technologie baterií k napájení tichých, tajných vozidel s malým tepelným podpisem, aby přilákali nepřátelskou pozornost. Také se snaží stavět větší prototypy a spolupracovat s výrobními partnery, aby nakonec přivedli baterie na civilní trh. Cushman si myslí, že existuje „významná možnost“, že tato technologie bude na amerických silnicích v průběhu deseti let rozšířená, ale váhá s vytvářením předpovědí.
Přestože tam existuje celá řada technologií průtokových baterií, snažili se přijít na trh, a když ano, těžko konkurovaly mnohem zavedeným lithium-iontovým bateriím. „[P] Umění problému s průtokovými bateriemi spočívá v tom, že většina pokroků doposud byla v laboratoři, “ píše Peter Maloney v časopisu Utility Dive, který se věnuje odvětví utilit. „Li-iontové baterie mají na druhé straně dlouhou historii instalací v terénu ve všech oblastech, od počítačů a chytrých telefonů po elektrická vozidla a megafatová měřítka připojená k síti.“
Zálohy jako Cushman's však mohou rovnici změnit. Cena bude také faktorem - předchozí průtokové baterie mají tendenci používat relativně drahé kovy, jako je vanad. Cushmanova baterie používá vodu, ethanol, sůl a levný hliník nebo zinek.
"Moje zodpovědnost byla chemie, " říká Cushman. "Nyní je to jen malý krok k vytvoření komerčně životaschopného produktu."
