GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

800 километра с едно зареждане – IBM работи по революционна батерия

January 16, 2012

Един от големите недостатъци на електрическите автомобили е ограниченият пробег, който е възможен с едно зареждане на батерията. Сега IBM предлага фундаментално решение на проблема със създаването на батерия, която да позволи изминаването на 800 километра с едно зареждане, с което вече електрическите автомобили стават напълно конкурентни на традиционните двигатели с вътрешно горене.

Стандартните електрически автомобили са оборудвани с литиево-йонни батерии, които са обемисти и осигуряват пробег около 160 километра (100 мили) с едно зареждане. Литиево-въздушните батерии обаче са далеч по-атрактивни, тъй като теоретично могат да поемат 1000 пъти повече енергия от литиево-йонните. Вместо метални окиси в положителния електрод, литиево-въздушните батерии имат въглеродни катоди, който е по-лек и реагира с кислорода от въздуха, за да създаде електрически ток.

За съжаление този тип батерии също имат своите недостатъци – поради химическа нестабилност техният живот е ограничен, което ги прави неподходящи за ползване в електрически превозни средства, според физика Winfried Wilcke от Almaden laboratories на IBМ в Сан Диего, Калифорния.

Ето защо Wilcke изучава електрохимичната природа на тези литиево-въздушни клетки с помощта на mass-спектрометрия. Той установява, че кислородът реагира не само с въглерода, но и с електролитния разтвор, който провежда литиевите йони между електродите.

Ако електролитът реагира с кислорода по време на движение на автомобила, то това вероятно ще доведе до неговото изчерпване. Ето защо в лабораториите на IBM в Цюрих, Швейцария, Alessandro Curioni, Wilcke и техните колеги използват суперкомпютъра Blue Gene за да проиграят супер подробни модели на реакциите и да потърсят алтернативни електролити. Това включва и атомно моделиране до квантово ниво на компонентите.

„В момента вече имаме един изключително обещаващ“ – казва Wilcke. Въпреки че не желае да разкрие типа на материала, той споделя, че вече има няколко демонстрационни прототипа. IBM е водещ партньор в коалиция Battery 500, която включва четири водещи национални лаборатории от САЩ и няколко комерсиални партньори. Сдружението се надява да разполага с готов прототип до 2013 и до 2020 новите батерии да са на пазара.

По материали от: newscientist

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: Батерии, електрически автомобили, Нови материали

  1. Георги Колев
    17 Jan 12
    9:54 am

    Стана вече 20 пъти чета статии от сорта – измислиха нова батерия която събира 100 пъти повече ток от нормалните. Като са ги измислили да правят по-бързо коли с такива батерии че тоя бензин и нафата станаха безбожно скъпи!

  2. Dyankov
    17 Jan 12
    12:42 pm

    А, дано найстина скоро пуснат нещо подобно… Не, че в българия, ще дойде много скоро но все пак да го има…

  3. Tonchev
    17 Jan 12
    3:01 pm

    Такива батерии на пазара сега няма. Затова няма как масовият потребител да повярва.

  4. Joro
    18 Jan 12
    12:50 am

    Забележете, че швейцарските учени са ползвали суперкомпютър Blue Gene на IBM за моделиране на процесите в батерията. Говори ли ви нещо? През 2008 г, нашето правителство закупи следващо поколение такъв – Blue Gene/P втора употреба за скромната сума от 6 млн лв,, който се помещава в сградата на ДАИТС – Държавна агенця за инфомационни технологии и съобщения. В момента на инсталирането си нашият суперкомпютр е бил сред 100-те най-мощни машини в света с максимална теоретична прозводителност – 27 TFLOPS /27 терафлопа или 27 000 000 000 000 операции в секунда/

    Тончев, мисли мур машните почват да изобретяват.

  5. VODOROD25
    18 Jan 12
    12:56 pm

    Определено има някаква грешка в публикацията или превода. Литиево въздушните батерии са 5 до 10 пъти по-високо капацитетни от литиево йонните и то на грам вещество, поне доколкото аз съм осведомен. При равни обеми, литиево въздушните са с два пъти по-висок капацитет от литиево йонните.Но дори и 5-10 пъти, разликата между двата вида е огромна. И досегашните постижения са за едва 50 цикъла живот (заряд-разряд). Известните цинково въздушни бутони (батерии с форма на копчета), използвани от десетилетия в слуховите апарати имат над два пъти по-висок капацитет от литиево-йонните, но са с поне три-пъти по-нисък капацитет от литиево въздушните.

  6. VODOROD25
    18 Jan 12
    1:22 pm

    Дори да бъдат постигнати успехи, които аз лично пожелавам на изследователите и
    създателите, то това би довело до много сериозни промени. Как мислите, че за 5-
    10 часа се зарежда един акумулатор с капацитет 120 kWh, с който заряд да бъде
    изминато това разстояние 800км. Та тези 120 kWh са колкото средно-месечната
    консумация на електроенергия на едно семейство. Ами когато колите с такива
    акумулатори станат много?….

  7. „…Та тези 120 kWh са колкото средно-месечната
    консумация на електроенергия на едно семейство. Ами когато колите с такива
    акумулатори станат много?….“

    Когато колите с такива акумулатори станат много, цената на тока най-вероятно ще бъде по-висока в сравнение с тази за бензин и нафта. Ако наистина излезнат на пазара такива автомобили с подобни батерии, то алтернативата е зареждането на автомобилните батерии да става със соларни батерии. Докато се изчерпват едните, другите да се зареждат. Разбира се на мястото на днешните бензиностанции, ще има не място за зареждане, а място за смяна на батериите със заредени такива от соларните батерии.

    Но все пак, мисля, че алтернативата е във водорода. Искам да кажа, за водород получен от водата (речна, морска и т.н. вода, която е достъпна и се среща навсякъде, но не и чиста дестилирана, с каквато в момента се работи)

  8. инж.Николай Л. Ангелов
    21 Jan 12
    8:09 pm

    На предния пост:
    И на мен това ми е мисълта, че алтернативата най-вече е във водорода…..
    Имайте впредвид, че литият, който е основен градивен метал на тези
    батерии е от групата на редките елементи на Земята и дори и една такава
    батерия би струвала повече от самия електромобил, пък камо ли две, за каквато
    алтернатива, вие говорите.
    При един висок коефициент на едновременно зареждане на голям брой коли с
    такива мощни акумулатори в градовете разпределителната мрежа и съоръженията няма да издържат. А къде ще разположите в София, примерно, слънчевите батерии, за които говорите, с обща площ около 40-50 кв.км?

  9. Joro
    21 Jan 12
    8:38 pm

    По принцип сте прави за водорода, ама много едностранчиво мислите. Иначе сте инженери хора, така се пишете поне…
    Да сте чували за проточни батерии /flow battery/? Copy и Paste в google.bg и натиснете изображения. Аналогиято с горивна клетка е очевидна. Усещате ли накъде бия? Какво пречи реактивите /единият ако батерията е метал-въздух/ да се зареждат като гориво а отработеният да се прибира за рекуперация?
    Какво е предимството пред водорода ли? Многократно /в пъти/ по-висока енергийна плътност да единица обем, по-слабо експлозивно… Общо взето нов тип гориво,с което ще се работи като със сегашните течни.

  10. VODOROD25
    23 Jan 12
    10:14 am

    Хей, Жорооо…
    А по отношение на масата знаеш ли каква е енергийната плътност на водорода
    и каква на проточните батерии? Да не се окаже така, че за да изминеш тези
    800км. ще трябва да влачиш цяло ремарке с проточни батерии след теб и по
    такъв начин да преливаш от пусто в празно? Аз не съм автомобилен производител, но ако си толкова уверен в своите собствени твърдения, защо не посъветваш не мен, а производители на водородни автомобили като MERCEDES, BMW, MAZDA,TOYOTA,HONDA ,FORD,CHEVROLET,CRYSLER и още много други да изоставят водорода и да преминат на така горещо препоръчваните от теб проточни батерии? Може пък да те послушат?…

  11. Joro
    23 Jan 12
    11:46 am

    Ниска. Гледай обема, че водородът е лек. Най-висока енергийна плътност водородът има като е втечнен и тогава е около е около 1/4 от тази на въглеводородните горива /бензин е даден/. При това трябва да се съхранява в криостат – не просто термос под налягане, ами и с охлаждащ агрегат – черпи енергия само за да съхранява. Всякакви други методи аб/ад/сорбционни в метал/въглерод/хидриди са още в пъти по-неблагоприятни. Сгъстен в бутилка – не си струва да говорим.

    Идеята ми е да имаш опцията освн по жица, да зареждаш и по тръба.
    А защо не да се синтезира /вместо да правим водород/ въглеводородно или някакво друго /силикаводородно/ гориво? Горенето естествено ще става в горивна клетка

  12. крум
    23 Jan 12
    8:24 pm

    Бензинът е с най-високо енергиино съдържание на единица обем, ако говорим за химически процеси. При това няма нужда от нищо особено, за да се съхранява и пренася. И може да се използва в горивна клетка, като по този начин се повишава ефикасността сериозно. Остава проблемът, че е изчерпаем.

  13. VODOROD25
    24 Jan 12
    11:50 am

    За горивата от по-голямо значение е енергийното съдържание на килограм маса или така наречената специфична енергия или още топлотворна способност, както и цената, която съвсем не е без значение
    Водородът със своите 131 мегаджаула на килограм притежава 3,6 пъти по-висока
    специфична енергия от бензина с неговите 29,01 мегаджаула на литър. А това, че е по-редко, по-леко и по-обемисто гориво от бензина въобще не е фатално, нито представлява някакво особено неудобство на което трябва да обръщаме галямо внимание и да го превръщаме в проблем. Метана, сгъстен до около двеста кг/см2 също е с около четири пъти по-ниска енергийна плътност от бензина на единица обем и изисква по-обемисто хранилище, но мен това въобще не ме бърка. Аз карам допълнително модифициран на метан седем местен
    ВАН ОПЕЛ СИНТРА 2.2 -140к.с. Изхвърлил съм двете задни седалки, монтирал съм две бутилки по 40 литра, с които мога да измина до 280 км с едно зареждане
    и за около 20 лева. В крайна сметка карам широка и удобна кола, в която мога да кача поне още четирима пътника с багажа им и с разход в пари по-нисък и от
    най-икономичната дизелова малолитражка.
    Разгледайте внимателно и задълбочено показаният през м. Септември 2011г на
    автошоуто във Фракфурт водороден автомобил на Мерцедес модел F125 и
    тогава коментирайте.

  14. Joro
    24 Jan 12
    1:31 pm

    Радвам се за тебе, наистина.
    А ако не беше 7 местен ван, а накоя по-масова кола, пак ли щеше да махнеш задните седалки? Силен аргумент, особено за масовия потребител.
    За втечнен водород прибави още обем и тегло за аграгата и съда. Другите методи на съхранение на водорода – забрави, електромобилите са по-благоприятен вариант /цена/пробег/бепопасност/амортизация/.

  15. VODOROD25
    24 Jan 12
    7:38 pm

    Ако водородните газостанции са със същата гъстота, както са понастоящем
    бензиностанциите, то на всяка водородна кола, подобна на посочената от мен по-горе и трябва хранилище с обем достатъчен да побере не повече от един
    килограм компресиран до не висока стойност водород. При по-оптималния вариант на съхранение на водорода в микропоресто хранилище, което не може да експлоадира и побиращо два килограма сгъстен между 30 и 60 кг/см2 водород, ще можеш да изминеш 250км с едно зареждане с кола, подобна на горепосочената.
    Не виждам защо трябва да втечнявам водорода?! Със сигурност , хранилище за водород, подобно на горното и побиращо два килограма от това гориво е напълно достатъчно за всяка малолитражка с двигател на горивни клетки и може
    да бъде поместено без всякакъв проблем.
    Двайсет години се занимавам професионално с батерии и много мога да ти говоря по въпроса….Ще продължим разговора…

  16. Joro
    24 Jan 12
    8:47 pm

    На кой ли ми напомняш?… Да ще се радвам да го продължим.
    Но нека се върнем на темата, или поне последния ти пост. Какви са тези плътности 30 и 60 кг/см2 ? Металният водород засега го има само теоретично. За метана в предишният пост също даваш подобна плътност, че и по-голяма. Техническа грешка ли е?

  17. VODOROD25
    24 Jan 12
    9:57 pm

    Хей, Жоро, влез в час! Не прибързвай толкова!
    Това не е плътност, а налягане… Не знаеш ли какво се измерва в килограми на
    квадратен сантиметър?
    И прочети това, което ти препоръчах. Има поне двайсет публикации за тази кола
    и няколко доста гледани в „YOU TUBE“ клипа.

  18. Joro
    24 Jan 12
    10:39 pm

    Уф, сори, не гледам, плътността кубичен… Добре де, ще го видя…

  19. Tonchev
    24 Jan 12
    11:58 pm

    Да, водородни коли има. Но сега те са по-трудни за обслужване- А народът става все по прост. На него му трябва евтина и проста кола. И най-важното е, поне малко да разбира, как върви. Иначе едва ли ще си я купи. А от водорода има страх и то има защо – помни ВОДОРОДНАТА бомба, без значение дали тя има нещо общо с колите.
    Затова сега най-се търсят всякакви машинки за пестене на петролно гориво в колите. И това е лесно обяснимо – просто хората имат такива коли. А другото е хибридизация пак на техните коли, които имат. Както и електрификация.
    Това е положението у нас и в другите бедни държави, които са много повече от богатите..
    Вижте повече със снимки и видео на
    http://eldrive.eu

  20. Атанас
    25 Jan 12
    6:04 pm

    Toнчев – и аз това ти казвам от месец ,че хората имат коли на петролно гориво и близките 10год.няма да ги сменят от безпаричие и това е хубаво защото учени измислят неща за икономии http://www.greentech.bg/?p=23539 http://www.youtube.com/watch?v=8B1Pk3ym1eo&feature=related Браун газа е много подходящ за метан и пропан-бутан защото увеличава мощноста на взрива в цилиндъра и гаранция VODOROD25 ще минава 280км с 30-40% по-малко пари за метан

  21. Tonchev
    25 Jan 12
    10:37 pm

    за пореден път казвам, че ефективността на Браун газа при колите е пълна илюзия. Има абсолютно реални, сравнително прости, евтини и безопасни начини да се подобри икономичвостта на конвенционални автомобили
    вижтне как на
    http://greenclips.eu/bg/category/patented-vehicle-solutions/

  22. Георги Колев
    26 Jan 12
    1:11 pm

    Стига сте ги хвалили тия водородни коли. Не ви ли стана ясно че масовите коли в близко бъдеще ще са с ел. батерии ?

  23. Атанас
    26 Jan 12
    11:11 pm

    Тончев – пак ще кажа че минимум 5-8год. хората ще карат с петролни горива и 20% икономия на горивото с оксиводород/Браун газ/ е междинно решение просто защото хората нямат пари за нови и ел.коли.Имам доверие пове

  24. Атанас
    26 Jan 12
    11:13 pm
  25. Tonchev
    26 Jan 12
    11:55 pm

    пак ще кажа че има икономия на петролни горива, когато се сместват с Браун газ, но крайната ефективност е много ниска. Проблемът не е в оксиводорода, а в цялстната ефективност при ползването му в ДВГ, както и при добиването му.

    Имай предвид следното : Да се движи една пълна лека кола по равен асфалтов път със 100 км м час ѝ трябва не повече от 15-25 kW мощност. А най-малките коли сега да поне два пъти по-мощни. Това е направено, за да се ускоряват бързо и да качват стръмни баири. Но има системи, които оптимизират разхода на гориво при ненатоварен ДВГ, без да „спъват“ мотора при пълно натоварване. Това са прости, безопасни и евтини решения – виж на
    http://eldrive.eu/

  26. VODOROD25
    27 Jan 12
    1:02 pm

    Това, че в Ловеч започва производство на електрически коли на батерии съвсем
    не означава, че ще се наложат на пазара. По скоро няма да могат да се наложат,
    въпреки всички преференции и данъчни облекчения, които ще им пуснат.
    Както преди четири, пет години китайските ел. скутери не се наложиха по
    нашето Черноморие и собствениците им, след няколкомесечна експлоатация, за
    да се отърват от тях ги продадоха на безценица. В търговския център Илиенци прекратиха продажбата на такива ел. скутери. Ние с един колега закупихме през
    ръка такъв употребяван скутер (с хуб двигател-500вата макс.) за 150 лв. със зарядно устройство, но без батерия. С оловна батерия (36V/12Ah) положението
    е отчайващо. Изминаваш 5 до 6 км. и на връщане трябва да го буташ.
    Сега сме приготвили за изпробване Литиева (LiFePo4) батерия 38,4V/19,2Ah (12Sx6P). Това лято ще я изпробваме и като не ни хареса, ще си набавиме бутилки за водород, както и горивни клетки (PEM) и ще го преработим.
    Като имам представа и поне дванайсет годишни наблюдения относно живота
    и циклите на литиевите батерии, употребявани в мобилните телефони, оставам твърде резервиран към колите на батерии. Руснаците дават най-много 100 до
    200 цикъла живот на литиево-йонните батерии и това е реално. Всичко друго са
    суперлативи.

  27. Joro
    27 Jan 12
    8:09 pm

    VODOROD25,
    Какви сте, върху какво работите? Питам от любопитство, не е нужно да ми отговаряш естествено…
    Успех!

  28. Атанас
    27 Jan 12
    8:28 pm

    Подценявате “GM“ – Шевролета http://dariknews.bg/view_article.php?article_id=679398 където има комбинация на Li-on с ултракондензатори даващи 160.000км. гаранция на батерията и тази е на този принцип http://bnt.bg/bg/news/view/50175/ruski_hibriden_avtomobil_stava_vse_po_populjaren Иначе това нещо http://www.greentech.bg/?p=19282 може да е динамо за ел.кола вместо да се напъват да задвижват колата.И тъй като горе посоченото ще стане след 5-10год. засега ще си приспособявам двете коли на пропан-бутан с оксиводород защото има още 10год.живот в тях и ще си взема едно колело http://www.greentech.bg/?p=23539 или от Тончев ако свали цените.

  29. Joro
    27 Jan 12
    8:30 pm

    VODOROD25,
    Аз пък ви се чудя… Защо не проучите как стои въпроса с другите горивни клетки – високотемпературните? От типа SOFC или MCFC? Така ще имате нещо дето работи на метан, метанол. Хубавото е че работи с въглеводородни горива, които не е нужно да са петролни продукти. Печелите 2 – 2,5 пъти по-високо от ДВГ, по-лесно ще се работи отколкото с водород.

  30. VODOROD25
    02 Feb 12
    1:06 pm

    Защото, Жоро, човек може да коментира много неща, но не може да се занимава
    с всичко. Между другото, за 100 киловата електродвигателна мощност за електроколите на водород и хибридните такива са необходими PEM-горивни клетки на стойност около 3000 евро. Но аз с моите скромни финансови възможности
    мога да се занимавам на практика само с велосипеди и електровелосипеди.
    И с намерението за в бъдеще и с водородни електровелосипеди на горивни клетки
    за по-голям пробег.

  31. Tonchev
    02 Feb 12
    1:18 pm

    В допълнение към велосипедите може да се правят малки коли с евтини велосипедни части, ако ще и на водород да са. Но и акумулаторите им стигат по равно да правят пробег

    Такива работи се финансират с до 90% субсидия и дават пари и за водородите и т.н. Програмата е общо за 4 200 000 евро на три стъпки

    http://www.b2b.bg/90.html

  32. VODOROD25
    26 Feb 12
    11:55 am

    Доколкото на мен ми е известно, в литиево-въздушните акумулатори се влага
    на киловатчас капацитет за съхранение няколко пъти повече литий в сравнение
    с литиево-йонните акумулатори. По ред причини май само най-богатите ще се доредят до автомобили с такива батерии и то в случай, че броят на циклите
    заряд-разряд си заслужава инвестицията, в което аз силно се съмнявам.

  33. Tonchev
    26 Feb 12
    3:15 pm

    докато не влязат в хпрактиката евтини и кахацитетни ел акумулатори хибридните коли ще бъдат предпочитани в такива държави като нашата, ако се дадат силни преференции
    те могат да бъдат електрически или хидравлични хибриди
    вижте такива по БГ патенти на
    http://www.b2b.bg/bgcar.html

  34. emil
    10 Apr 12
    10:01 pm

    тук отново вместо да науча нещо от коментарите аз по скоро се отчаях от тях и предполагам не само аз а НИЕ всички искаме развитие но всеки сам по себе си незнае за кой иска да е това развитие за “ мен ли “ за “ егото ми “ и тогава се стига до извода че е трябвало да е за всеки един от нас но не дайте и аз малко да ви покажа че съм българин професор които всичко знае но не и как да живее сред хора при това с уважение затова не искам да съм груб но не се измъчваите кой е по – по – по за неговото дървено философско мнение по добре дайте да се разберем които има желание и идеи нещо да се прави защото и аз мога да напиша мн неща от които половината да незная защо ги пиша

  35. Tonchev
    28 Jan 14
    1:04 pm

    emil – едва ли е най-ефективно да очакваш, че от форумите ще научиш много. Ако нямаш предварителни знания по-скоро ще се объркаш, както ми се струва, че е станало, четейки горния пост.
    А специално електрическите коли са измислени и направени преди масово познатите сега коли. А пък хибридните коли са измислени и направени преди 114 години И понеже вече са измислени, е възможно и сам да си преработваш кола
    виж как
    http://tonchev.net/bg/hydrokinetic-power/a-newly-developed-hybrid-car-do-it-yourself/703/

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>