Bezkonkurencyjne ogniwo
Envia Systems wyprodukowała najtańsze - w przeliczeniu na ilość przechowywanej energii - ogniwo dla samochodów elektrycznych. Dzięki niemu można będzie znacząco zwiększyć zasięg niedrogich pojazdów. Envia poinformowała, że gęstość energetyczna urządzenia wynosi 400 watogodzin na kilogram, a gotowe akumulatory zostaną wycenione na 125 USD za kilowatogodzinę pojemności. To z kolei oznacza, że samochód elektryczny za 20 000 dolarów będzie miał zasięg około 480 kilometrów na pojedynczym ładowaniu.
W tym przemyśle gęstość energetyczna akumulatorów rośnie średnio o 5% rocznie. My ją podwoiliśmy, jednocześnie obniżając o połowę cenę, co pozwoli nam na wprowadzenie tych akumulatorów na masowy rynek pojazdów o zasięgu 300 mil - powiedział szef Envii, AtulKapadia.
Nowe ogniwo zbudowane jest z krzemowo-węglowego nanokompozytu, który posłużył do stworzenia anody oraz z katody HCMR (High Capacity Manganese Rich). Udoskonalono także sam elektrolit. Wymiary urządzenia to 97x190x10 milimetrów, waga wynosi 365 gramów, a pojemność 46 Ah.
O tym jak wiele osiągnęła Envia może świadczyć fakt, że najbliższym konkurentem jej urządzenia jest ogniowo firmy Panasonic montowane w samochodach Tesla Model S, którego gęstość wynosi 245 Wh/kg.
Obecnie ogniwa Envii przechodzą niezależne testy w ośrodku marynarki wojennej. Na rynek mają trafić w 2015 roku.
Komentarze (21)
Piotrek, 1 marca 2012, 11:00
Już zaczyna energii brakować bo jest zbyt duży popyt, np takie niemcy chcą wycofać wszystkie elektrownie atomowe, co osobiście uważam za szczyt idiotyzmu.
To jest dobra technologia tylko co z tego jak ceny poszybują do astronomicznych kwot.
Mariusz Błoński, 1 marca 2012, 11:31
Ja bardzo liczę na rozwój samochodów elektrycznych i ogniw słonecznych. Piękny to będzie dzień, gdy będę mógł zatankować samochód z gniazdka, wyprodukowaną przez siebie energią i nie będę musiał płacić haraczu politykom i urzędnikom.
Jajcenty, 1 marca 2012, 12:01
Oj piękny, tylko że nigdy nie nadejdzie. Do wszystkiego zostanie doliczona akcyza tak by zrekompensować utratę wpływów. Podatki rosną a nie maleją. Koniec końców, wprowadzą podatek drogowy. Taniej już było!
sylkis, 1 marca 2012, 15:31
Ja bardziej pokładam nadzieję w napędach wodorowych. Eksperymentalnie w Ameryce już to działa (w Kanadzie i USA, na terenach pozamiejskich wzdłuż wschodniego wybrzeża, o ile dobrze kojarzę). Sprowadza się to do tego, że ludzie płacą generalnie rzecz biorąc za wodę - mają na dachu i w ogródku panele słoneczne i wiatraki, które generują prąd potrzebny nie dla domu jako takiego, a do małej elektrowni wodorowej - tj. maszyny, która oczyszcza wodę i przerabia ją na wodór (który robi za paliwo - czyli jest formą gromadzenia energii), a sam dom (elektryczność w nim) jest zasilany silnikiem zasilanym spalaniem wodoru. Tym sposobem niezależnie od pogody dopóki się nie skończy paliwo (wodór) w zbiornikach, jest prąd - a ten się stale uzupełnia dopóki nie jest odcięty dopływ wody, oraz świeci słońce i/lub wieje wiatr, lub tez zbiorniki są po prostu pełne.
Co ciekawsze - podobne silniki (tylko odpowiednio mniejsze) ci sami ludzie (testujący technologię) mają w samochodach i wodór, który samemu produkują w domu tankują do samochodu na własną rękę. Ponoć sprawdza się to BDB.
Jedyny problem z tą technologia, to kontrowersje, czy oby na pewno napędy wodorowe, a przede wszystkim gromadzenie tego gazu w miejscach zamieszkałych, jest bezpieczne. Wiadomo - odrobina nieszczelności, iskra... i BUM. Domu/samochodu (i wszystkiego wokół) niet. Jednak ponoć są tam jakieś zabezpieczenia, że jak na razie wg. moich informacji u testujących działa to wszystko bezawaryjnie i jeszcze nie zdarzyło się żadne nieszczęście - ale to wciąż jest mała grupka wybranych ludzi, którzy się tym posługują, wiadomo, że na masową skalę ryzyko użycia tego typu technologii niesamowicie wzrasta (zwłaszcza, że ludzie to niechluje i głupki i sami na siebie nieszczęścia bezmyślnością ściągają).
Tak więc, jak czekam na dzień, aż doprowadzą tę wodorową technologię do absolutnej pewności, że jest bezpieczna i może być wprowadzona na masową skalę. Odciąć się od rachunków za prąd (a co za tym może iść: za gaz, ogrzewanie - w zasadzie wszystko w domu da się zrobić zasilane elektrycznością) oraz za paliwo w samochodzie - bezcenne.
fuzja, 1 marca 2012, 17:20
A ja większą nadzieję pokładam w zimnej fuzji, no a jeśli nie w zimnej to gorącej.... i szybkich i pojemnych akumulatorach ;-)
Ten system który opisałeś nie może się sprawdzać, po prostu mamy większe wymagania na prąd i na pewno nie wystarczy nam energii z domowych wiatraków i ogniw słonecznych jeszcze na produkcję wodoru do aut. Nawet na samo ładowanie samochodu z akumulatorem byłoby mało, a co dopiero produkcja wodoru.
Sama instalacja którą przytoczyłeś jest nieracjonalna- z elektryczności, tworzymy wodór, który spalamy w generatorach elektrycznych. Dwa ostatnie punkty są nieracjonalne, a najgorsze jest to ostatnie - spalanie. Akumulator miałby o wiele mniej strat. Więc po co to wszystko ?
Teraz wodór produkowany jest głównie z węglowodorów, a te są jeszcze tanie, dodatkowo wodór nie jest objęty akcyzą. W przyszłości w której będzie nam brakować paliw kopalnych wodór będzie znacznie droższy.
IMHO przyszłość jest w akumulatorach.
Jajcenty, 1 marca 2012, 18:14
Z fuzją jest drobny problem. Jeśli porównać wielkość Słońca z jego promieniowaniem to wyjdzie, że jądro (1/4 R) produkuje około 16 W/m3. SZESNAŚCIE WATóW. Jeśli wziąć pod uwagę, że potrzeba całej masy Słońca by uruchomić fuzję siłami natury to mamy dumne 0,3 W/m3. Jeśli nie usprawnimy tego procesu to czarno to widzę. Sądzę, że układ pole->owies->koń->kierat ma większą gęstość mocy.
Wodór jako nośnik dostarczany do punktu odbioru mam nikłe szanse. Niewygodny w przechowywaniu i transporcie, wybuchowy w szerokich granicach - można go opanować jedynie w warunkach przemysłowych.
Ja stawiam na jakieś połączenie superkondensatorów z superakumulatorami. Wodór do elektrowni wodorowych będą dostarczać zmodyfikowane mikroorganizmy - biochemicy i genetycy wygrają ten wyścig.
rahl, 1 marca 2012, 21:10
sylkis - bajki wypisujesz nikt nie prowadzi takich testów, bo sam pomysł z produkowaniem wodoru w warunkach domowych jest całkowicie nierealny, koszty instalacji o której piszesz sięgają setek tysięcy $ - do tego sam proces wytwarzania wodoru z wody jest bardzo mało wydajny. Wystarczy powiedzieć, że z każdego kW włożonego w wytworzenie wodoru uda się odzyskać w warunkach idealnych może jakieś 150-200W energii. Jak zauważył fuzja - znacznie sensowniejszym(i chyba ze 100 razy tańszym) pomysłem jest przechowywanie energii w akumulatorach.
Jedynym sensownym rozwiązaniem na przyszłość jest właśnie doskonalenie akumulatorów.
Chemik_Mlody, 1 marca 2012, 23:01
Z tego co ja się orientuje to nie wolno aktualnie trzymać wodoru w pobliżu zabudowań w ogóle, to jest strefa wybuchu jakaś tam, i obostrzenia a propos tego są dosyć mocne. Główny problem z paliwem wodorowym to właśnie jego magazynowanie. Bo z otrzymywaniem chyba nie jest tak źle, gdzieś mi się obiło o uszy że wydajność elektrolizera do otrzymywania wodoru z wody to nawet około 90% wykorzystywana w jakiejś pilotażowej instalacji - sam proces jest dosyć skomplikowany i ma bardzo nie wiele wspólnego z włożeniem dwóch elektrod do wody i zbieraniem gazu znad jednej z nich. Inna sprawa że elektrolizer to był tak oko wielkości forda transita. Wodór ma bardzo dużą gęstość energii to jest jego zasadniczy plus nad akumulatorami, plus pojemniki do jego przechowywania nie zmniejszają swojej pojemności z czasem.
I spalać go raczej nie opłaca, lepszy jest układ z ogniwem wodorowym i kompensacją energii z akumulatorów albo superkondensatorów.
@Jajcenty - fuzja w słońcu zachodzi prawdopodobnie w niewielkiej jego części, my nie jesteśmy w stanie wytworzyć takich ciśnień, więc pozostaje nam punktowe przegrzewanie plazmy wodorowej przy pomocy wydajnych laserów, takie układy powoli wychodzą energetycznie na plus. Ale nie ma i raczej jeszcze długo nie będzie w miarę dokładnych modeli opisujących gorącą fuzję, więc wszystko trzeba opracowywać eksperymentalnie, a to wszystko trwa.
Zawsze pozostaje stary pomysł z wykorzystaniem cyklotronów, przy zapewnieniu odpowiedniego kształtu linii pola magnetycznego które zapewniałoby odpowiednio ciasne trajektorie zwiększające "gęstość trafień" oraz odpowiedniego "środka spychającego" protony na sąsiedni tor. Tutaj również jest problem, ale z kolei z niskim ciśnieniem, nie można za bardzo zwiększać ciśnienia w układzie bo elementy wewnątrz takiego cyklotronu w końcu się usmażą.
PS. przypomniało mi się, ten elektrolizer służył do produkcji wodoru do utwardzania masła roślinnego
fuzja, 1 marca 2012, 23:59
@Chemik_młody:
Nie znam się, ale słyszałem że elektroliza ma mniejszą ma sprawność ~70%. Na Wiki pisze coś o 50-80% http://en.wikipedia....lysis_of_water.
A tak łącząc to ze mierną sprawnością silnika spalinowego wyszłoby tak jak pisze Rahl - absolutne maksimum odzyskania energii to 20%. Dużo większa wydajność byłaby dla ogniw paliwowych, ale to i tak gorzej niż w przypadku akumulatorów, gdzieś widziałem takie porównanie na wiki, różnice są spore.
@Jajcenty: Może to i technicznie problem, ale naukowcy są po to żeby go rozwiązać, liczby które przytoczyłeś są bardziej pesymistyczne, a ja patrzę na to tak że jednak reakcja termojądrowa w Car Bomba była bardzo wydajna energetycznie ;-) . Nie twierdzę że łatwe, ale raczej dożyjemy początku ery nowej energetyki jądrowej (w perspektywie 50-lat), bo jak nie to tylko zostaną nam kolejne generacje elektrowni atomowych. We wszelkie niemieckie cuda jak wiatraki i baterie słoneczne nie wierzę... nie mamy warunków do tego.
Jajcenty, 2 marca 2012, 07:13
Ta bombka jest przyczyną dla której liczyłem to już ze trzy razy. Zachęcam do samodzielnego policzenia. Wg mnie gęstość energetyczna Słońca to jakieś 0,3 W/m3 Dane brałem z pl.wiki. Hipoteza podana przez Chemika_Młodego, że Słońce wytwarza większość energii w bardzo małym jądrze jądra wyjaśnia jak Car Bomba mogła osiągnąć 1% mocy Słońca.
Mój pesymizm bierze się z faktu, że o bliskości realizacji fuzji czytałem już u prof. Sylwestra Kaliskiego kiedy węgiel kamienny był jeszcze brunatny.
Jajcenty, 2 marca 2012, 07:26
Oraz chloru . ZTCP, chlor jest dość cennym produktem elektrolizy.
Ale skoro już przy elektrolizie jesteśmy to może wyjaśnisz mi pochodzenie słynnej soli wypadowej?
Prasa jest pełna dziwnych doniesień, a na wiki jest artykuł z którego wynika, że sól wypadowa to odpad przy produkcji chlorku wapnia.
Zgłupiałem, myślałem, że CaCl2 to uciążliwy odpad w metodzie Solvaya - już się nie używa tej technologii?
Określenie "wypadowa" sugeruje że to odpad z krystalizacji frakcyjnej, ale...wczoraj przeczytałem. że to odpad z membranowej elektrolizy solanki - 96%NaCl i odpad? Nawet jeśli te 4% siarczanu sodu przeszkadza w elektrolizie to znamy mnóstwo nierozpuszczalnych siarczanów - od kredy po baryt
fuzja, 2 marca 2012, 16:26
Tyle samo mi wyszło... to by tylko tłumaczyło dlaczego Słońce powinno się palić jeszcze przez miliardy lat
Tak to bywa jeśli z przesadnego optymizmu może rodzić się pesymizm... tak jak 60-70 lat temu mówiono że dzięki elektrowniom atomowym z uranu w przyszłości energia będzie za darmo ;-)Może nie potrafimy jeszcze wyjść na plus energetycznie, jednak myślę że jesteśmy na dobrej drodze. (Gdzieś czytałem że fuzor typu Polywell może zrobić nawet nastolatek). Myślę że póki wystarcza nam ropa i zwykłe elektrownie atomowe które muszą się spłacić trudno będzie znaleźć pieniądze na konkurencyjne technologie.
Wreszcie mam nadzieję że może ktoś wkrótce zweryfikuje "zimną fuzję", czytałem o kilkudziesięciu patentach które pozwalają na produkcje pierwiastków z transmutacji oraz nadmiar energii. Tych badań jest tak dużo że trudno mi uwierzyć że wszystkie są błędne.
lester, 3 marca 2012, 11:01
Trochę przypomina porównanie śliwek do kartofli. Kompletnie nie ma czego porównywać, bo żadne z jednostek nie odpowiadają sobie w porównywanych akumulatorach. Co prawda wcześniej w artykule jest wspomniana pojemność nowego ogniwa, ale ma się nijak do tego porównania.
Danio77, 3 marca 2012, 20:33
Tak czy owak miejmy nadzieje ze technologie "jutra" zostana wdrozone "dzisiaj" B) jest duzo pomyslow ale jak na razie malo konkretow. Musimy opracowac wydajne technologie produkcji jak i magazynowania energii bo niestety z tym jestesmy zacofani... Coraz wieksze zapotrzebowanie a technologie energetyczne sa szczerze powiedziawszy na tak niskim poziomie ze wstyd wspominac tutaj, nawet wydajnosc baterii do telefonow, nie mowiac juz o smartfonach...
fuzja, 3 marca 2012, 20:36
Ja tu nie zauważam porównania... po pierwszym zdaniu jest kropka, to są dwa oddzielne zdania nienawiązujące do siebie. Mogłoby to być ładniej sformowane ale nie ma żadnego błędu. Jeśli miałbym się czepiać to wartość pojemności 46 Ah bez napięcia na aku nic nam nie mówi. Akumulatory różnią się przecież napięciami.
lester, 4 marca 2012, 01:15
No jeśli nie widzisz tutaj porównania to ja już eot, bo w takim razie nie ma o czym. Poza tym chodziło mi o zwrócenie uwagi na błąd logiczny, a nie dyskusję czy jest porównanie czy go nie ma.
waldi888231200, 4 marca 2012, 11:17
Wodór w powietrzu (np: podłączony do kuchenki) pali się jak zwykły gaz bez szczególnych fajerwerków. Co do zbiorników przydomowych to są oparte o wypieranie wody bezciśnieniowe (w razie awarii gaz błyskawicznie unoisi się do góry nie jak benzyna która się rozlewa) i bez możliwości zaprószenia ognia , do tego opłaca się je napełniać przez elektrolizę na tzw. drugiej taryfie kiedy wiatru brak.
Ciekawym wydaje się rozwiązanie HHO szeroko propagowane na filmikach .
Chemik_Mlody, 4 marca 2012, 19:00
@Jajcenty
Nie wiem czy określenie sól wypadowa jest w tym kontekście dobrze używane, według wikipedii jest to odpad po syntezie chlorku wapnia. Ale przyglądając się produktom produkowanym przez zakład Anwil (z tych zakładów pochodziła podobno sól przemysłowa - co być może jest lepszą nazwą) oraz z tego co zasłyszałem, sól której dotyczy afera jest pozostałością po syntezie chloru na drodze elektrolizy. Więc albo sól wypadowa jest określeniem znacznie szerszym, lub nazwa ta została błędnie przypisana przez media.
Zależnie od metod syntezy, jedna elektroda jest stała (mniejsza o to z czego wykonana), drugą elektrodą stanowi rtęć. W wyniku elektrolizy na elektrodzie stałej wydziela się gazowy chlor, na elektrodzie rtęciowej wydziela się metaliczny sód, który rozpuszcza się w amalgamacie. Rtęć krąży w układzie zamkniętym, i metaliczny sód jest z niej wydzielany w różny sposób w zależności od technologii oraz tego czy chcemy uzyskać metaliczny sód lub wodorotlenek sodu.
W przypadku jakichkolwiek reakcji chemicznych, w szczególności reakcji elektrolitycznych należy pamiętać że wszystkie wzory były wyprowadzone dla AKTYWNOŚCI jonów, nie stężeń. Wykorzystywanie stężeń zamiast aktywności nie jest dużym błędem jedynie dla bardzo małych stężeń, im większe stężenie tym mniejszy współczynnik aktywności danych jonów, co wiąże się z tym, że po przekroczeniu pewnej granicy wzrost stężenia, powoduje bardzo mały lub wręcz niezauważalny wzrost aktywności. Dlatego też nawet stosunkowo niewielkie zanieczyszczenia, w przypadku wykorzystywania stężonych roztworów (a w przemyśle wykorzystuje się raczej roztwory na granicy rozpuszczalności a nie rozcieńczone), mogą powodować poważne zaburzenie procesów elektrolitycznych lub wydzielanie się niepożądanych produktów.
Nie chce mi się szukać jakie są potencjały wydzielania gazowego chloru oraz siarki na elektrodach, ale należy pamiętać, że siarka nie jest gazem i w przypadku jej wydzielania będzie dochodziło do "zapychania" się powierzchni elektrody, plus elektroda rtęciowa jest wrażliwa na obecność siarki i kwasu siarkowego, dlatego też najprawdopodobniej unika się nadmiernego wzrostu stężenia siarczków w układzie.
Nie wiem czy ktoś kiedyś próbował podpalać wodór, ale wcale się nie pali jak metan, a już na pewno nie można go podpiąć pod normalną kuchenkę gazową. Wodór posiada bardzo wysoką górną granicę wybuchowości - 75%, czyli mieszanina której 75% stanowi wodór a 25% powietrze nie spala się, ale wybucha. Dla porównania dla metanu górna granica wybuchowości wynosi 15%, a gaz ziemny posiada jeszcze mniejszą granicę wybuchowości (obecność wyższych alkanów, plus rozcieńczanie gazu ziemnego gazami inertnymi. Przy wykorzystaniu domowej kuchenki, wodór zapali się i wybuchnie praktycznie zaraz po opuszczeniu dyszy redukującej regulującej przepływ gazu, czyli tak naprawdę we wnętrzu palnika.
Jajcenty, 4 marca 2012, 21:18
W tym przypadku wiki jest bezwartościowa. Z wersji angielskiej (medalowy artykuł) wynika, że tak jak 30 lat temu (kiedy ja byłem młodym chemikiem) tak i dzisiaj chlorek wapnia to odpad w metodzie Solvaya.
Co do elektrolizy: w Anvilu używają znacznie nowocześniejszej elektrolizy membranowej. Odpad z elektrolizy soli miałby mieć 96-98% soli? Jaki to stopień przemiany? Nic się nie zgadza....
Chemik_Mlody, 5 marca 2012, 00:20
Chlorek wapnia nadal się syntezuje - nie wolno lub czasami nie można stosować tego z metody Solvaya do celów spożywczych oraz części syntez chemicznych.
96-98% to rzeczywiście dużo, ale pytanie jest ile substrat zawiera siarczków, jeżeli powiedzmy około 0,1%, to na odpad idzie 3-5% wykorzystanego w produkcji chlorku sodu, jak na przemysł jest to całkiem sporo, z drugiej strony chlorek sodu jest tani, na taki produkt również jest zbyt, może po prostu nie opłacać się przeprowadzać krystalizacji frakcyjnej zwłaszcza że obie sole nieźle się rozpuszczają w wodzie.
Jajcenty, 5 marca 2012, 07:32
Dzięki za informację. Znalazłem (od tego powinienem był zacząć) normę zakładową: http://www.anwil.pl/download.php?id=112 W zakresie normy podano: W niniejszej normie podano wymagania i badania dotyczącej soli wypadowej otrzymywanej w procesie zatężania solanki po elektrolizie membranowej.