Het Israëlische bedrijf Phinergy claimt er in te zijn geslaagd om een elektro-auto 1600 km te laten rijden met één enkele batterij, grotendeels bestaande uit aluminium. De auto hoeft alleen om de 320 km te worden bijgevuld met water. En de aluminiumbatterij kent nog meer toepassingen…
Energiedichtheid aluminium enorm
Aluminium, u zult het zich nog herinneren van de serie over chemische elementen, is een licht en erg sterk metaal. Het kost veel energie om aluminium te winnen uit de erts.
Hier zit ook een andere kant aan. Het is namelijk ook in staat erg veel chemische energie op te slaan. Dat kan je bijvoorbeeld zien aan thermiet (een mengsel van roestpoeder, aluminiumpoeder en een starter), dat werkelijk ongekend hoge temperaturen bereikt als het wordt aangestoken en door de meeste metalen heen kan smelten. Ook komt aluminium extreem veel voor in onze aardkorst: 8% van de aardkorst bestaat uit aluminium.
Tot voor kort CO2-probleem
een wonder dat technisch chemici likkebaardend naar dit metaal kijken. Vooral omdat de redox-reactie van aluminium met zuurstof uit de lucht plaatsvindt, in plaats van met een chemisch mengsel uit de kathode, wat zo ongeveer de helft van het gewicht van de batterij uitspaart. En inderdaad: aluminium-lucht batterijen, waarbij aluminium langzaam oxideert, leveren per kilo zeer veel stroom (in theorie max. 8 kWh per kg aluminium). Helaas gooit kooldioxide uit de lucht roet in het eten, waardoor experimentele ontwerpen alleen in een CO2-vrije omgeving functioneren.
Cardridge vervangen
Het Israëlische bedrijf Phinergy zegt er nu in geslaagd te zijn om het CO2-probleem op te lossen. Hun prototype batterij, met aluminiumhydroxide in een waterige oplossing als tussenstap, gaat naar eigen zeggen net zo lang mee als de auto waarin ze zijn verwerkt. Deze batterij wordt niet opgeladen, maar vervangen en geeft elektrische auto’s een bereik van 1600 km. Om de 320 km moet water worden toegevoegd.
Eindelijk doorbraak elektrisch vervoer?
Kloppen deze claims, en gezien de uitgebreide klantenkring zal dit in grote lijnen zo zijn, dan zouden hiermee de opslagproblemen die overschakelen op elektrisch vervoer en alternatieve energiebronnen onmogelijk maken, op zijn gelost. In de zomer kan dan met goedkope elektriciteit aluminium worden gewonnen uit aluminiumoxide, die in de winter als batterijen kan worden ingezet.
Phinergy verwacht in 2017 te kunnen beginnen met de massale uitrol van deze revolutionaire batterij, die wel eens een definitief einde zou kunnen maken aan de negentiende-eeuwse benzineauto en de wurggreep, die verderfelijke dictatoriale heersers als het huis Al Saoed op de rest van de wereld hebben.
Bron
Phinergy.com
Dynamica (of kinetica) zijn mechanicabegrippen die vallen onder de werktuigbouwkunde en niet onder de elektrotechniek. Derhalve kijk ik met argusogen aan tegen ontwikkelingen om mechanicabegrippen elektrisch op te lossen. Visieloos vind ik het ook omdat er eigenlijk niets wezenlijks verandert aan het uiterlijk van een auto, maar wel voor een enorme berg (chemisch) afval zorgen op de onvermijdelijke schroothoop. Om autotechniek een boost te geven en toekomstbestendig te maken zorg je er volgens mij voor om er een vervolmaakte hovercraft van te maken. Zweven over land en water is de toekomst! Rakettechnologie -op basis van waterstof en zuurstof- zorgen dan voor lift, aandrijving en besturing. Schoon en zeer goed te recyclen omdat (constructie)staal het hoofdzakelijke materiaal is waaruit deze motor wordt vervaardigd. Een huidige auto is bij lange na niet uit ontwikkeld en werktuigbouwkundige begrippen los je m.i. werktuigbouwkundig op.
Wat is volgens jou concreet het werktuigbouwkundige probleem van een auto in de huidige vorm? Ook idealiseer je denk ik hovercrafts nogal erg. Ik zal uitleggen waarom. De reden dat hovercrafts werken is vanwege de viscositeit (stroperigheid) van lucht. Als lucht een viscositeit van nul heeft, zou het kussen onder de hovercraft direct leeglopen. Echter een eindige viscositeit betekent ook meer weerstand en dus meer energieverbruik. Een hovercraft met de afmetingen en massa van een grote personenauto (5×2 m; 900 kg; luchtkussen van 30 cm) verbruikt bij stilstaan al enkele honderden kilowatt. Vergeleken met een helicopter scoort een hovercraft wel gunstig.Â
http://www.replicahovercrafts.com/how_hovercrafts_work.htm
Hallo Germen, het is inderdaad zo dat ik aan het concept hovercraft veel waarde toeken voor de toekomst van het (weg)vervoer, mogelijk ben ik hierin een dagdromer. Hovercrafts zijn per definitie wendbaarder dan wielen onder een auto omdat ze (frictieloos) zweven. Zweven biedt veel meer mogelijkheden dan rijden. Een en ander heb ik eens nader uitgewerkt in bijdrages van het onderwerp “In twee uur van Parijs naar Tokio” op deze site. Het is ook niet voor niets dat ik begon over rakettechnologie voor lift, aandrijving en besturing. Zonder sturing wordt een hovercraft een ongeleid projectiel. Raketmotortjes zijn veel kleiner dan een zuigermotor omdat deze onder vollast een continue stuwkracht leveren en ze passen verbazingwekkend goed onder een hovercraft. Als het luchtkussen wordt getransformeerd in een stoomkussen zou je toch denken dat het een restproduct is die wordt uitgestuwd door de raketmotortjes. Bij Volkswagen zijn ze bezig met een conceptcar die een hovercraft is en ergens in 2020 moet uitkomen, alleen dan zonder de raketmotortjes. Dat blijkt nog een brug te ver. Er valt zoveel te filosoferen over futuristische hovercrafts dat het niet in korte reactie is te bundelen, dus het kan zijn dat deze bijdrage wat warrig overkomt. Mij gaat het slechts om het uitreiken van een idee. Sommige zijn goed, andere zijn minder. ;-)
Dus als ik het goed begrijp moet deze batterij iedere 1600 kilometer vervangen worden. Rijst bij mij automatisch de vraag; In hoeverre zijn deze batterijen milieuvriendelijk te recyclen?
Aluminium wordt omgezet in aluminiumoxide, wat ook in de vrije natuur veel voorkomt. Dit kan m.b.v. stroom (uiteraard dan opgewekt met duurzame energiebronnen zoals zonlicht) weer worden omgezet in metallisch aluminium. In feite gebeurt dit al.
Ergens lijken ze te zeggen dat de batterij 1.600 km meegaat om vervolgens aan vervanging toe te zijn, terwijl ze ook schrijven dat de batterij net zo lang meegaat als de auto waarin ze zitten. Betekent dit dat de auto maar 1.600 km meegaat?
Â
Wat is het cyclus rendement? Met andere woorden hoe veel energie moet je er in stoppen om een KWh naar de wielen te sturen?
Dat alleen al kan een goede reden zijn om gewoon benzine/diesel/gas te blijven rijden.
Als de auto waar die rijdt niets uitstoot terwijl de kolen/gas-centrale die hem van energie voorziet daarvoor meer uitstoot dan een benzinemotor dan is er alleen milieu verlies en het kost nog peperduur ook.
Ik heb bij een aluminiumsmelter gewerkt: Daar waren ze ongeveer 20 kWh nodig om 1 kg aluminium te produceren. Als een batterij met 1kg aluminium inderdaad 8 kWh kan leveren dan is het cyclus rendament ongeveer 40%.
Hi hardloper
Je berekening klopt niet helemaal volgens mij.
Je deelt de maximale energieopslag per kilo door de productiekosten per kilo. Zo berekenen je niet het rendement. Daarvoor moet je de hoeveelheid energie die de batterij geeft bij het ontladen delen door de hoeveel energie die er nodig is om hem te laden
on topic: dit lijkt me een weer een mooie ontwikkeling. Wel ben ik enigzins sceptisch omdat er redelijk vaak doorbraken worden gemeld maar er nog steeds niks spectaculair nieuws in productie is
He Jasper, helaas is het geen accu maar een batterij waarbij het aluminium wordt geoxideerd en dus niet oplaadbaar is. Dus vandaar dat ik de productiekosten van een kilo aluminium neem versus de afgegeven energie. Dus opzich geen revolutionaire ontwikkeling maar wel een manier om energie tijdelijk op te slaan.
Moet je dan uiteindelijk niet kijken naar hoeveel energie het kost om het aluminium te de-oxideren om de aluminium staaf weer geschikt voor de batterij te maken? De productie van de staaf is slechts éénmalig.
Geen flauw idee wat het antwoord is overigensÂ
1. accu geeft 1600 km stroom (?)
2. dan vervangen door een nwe die opgeladen is (?)
3. per 320km bijvullen — maar waarom dat niet rijdend doen gelijk een benzine carburateur werkt (?)
4. kortom, aan de slag.
Ben zelf bezig met kaliumhydroxide in combinatie met aluminium en water. In deze combinatie verbindt het aluminium zich met de zuurstofatomen in het water tot aluminiumoxide. Daarbij komt veel waterstofgas vrij, wat ik weer nodig heb voor andere doeleinden. Als ik bovenstaand principe lees, vindt een vergelijkbare reactie plaats in die batterij, vandaar het water verbruik. Lijkt mij voor de hand te liggen om dan een hybride aandrijving te bouwen, waar gebruik gemaakt wordt van brandstof cellen. Ook kan een kleine verbrandingsmotor op waterstofgas hier een uitkomst bieden, want daar kun je een condensor op aansluiten, die de stoom weer in water zal omzetten. Sluit dan een stirlingmotor in de kring en zo’n systeem komt heel wat kilometers verder dan de huidige 1600 km. :)
De vervolg cyclus zoals ik die hierboven beschreef kan de fabrikant van deze batterijen mogelijk niet bevallen, daar deze nu publiekelijk bekent is. Dat is op zich natuurlijk jammer, men kan daar geen patent meer op aanvragen, maar het systeem op zich komt zo wel eerder op de markt. Een spijtig voorval waar ik in deze zelf mee geconfronteerd werd, was het moment waar op ik vorige week vernam, dat iemand uit Ter Apel er met mijn gedeelde vinding van door was gegaan. De werking en de geschiedenis gaat als volgt:
Twee jaar terug kwam mijn jongste broer van vakantie terug van de Canarische eilanden, ik kreeg toen een laserpen cadeau. Hijzelf ontdekte dat vogels daarvan schrikken en op de vlucht slaan. Vogels zijn een groot probleem als deze in vliegtuigmotoren terecht komen, de motoren kunnen uitvallen. Ik kwam op de gedachte dat een bewegende laserstraal op vliegveld-landingsbanen en in vliegtuigen gemonteerd, de vogels kon verjagen. In overleg met beide broers, besloten we aan zo’n systeem te gaan werken. De wet verbied dit soort experimenten echter, lasers mag je niet zomaar toepassen in de luchtvaart en met redenen. Daar hield het voor mij dus op als particulier. Ik dacht, nou ja pech gehad. In de garage waar ik later mijn auto liet keuren, niet ver van Ter Apel, kwam ik een vertegenwoordiger tegen in verlichting. Hem vertelde ik e.e.a. van de experimenten die ik gedaan had, in de veronderstelling dat de vinding waardeloos was. Helaas is deze meneer, of iemand anders in zijn buurt, toch met dit idee succesvol aan de slag gegaan. Er blijkt zeer veel belangstelling te zijn voor deze vinding, op meerdere vliegvelden denkt men dit systeem toe te kunnen passen. Op vindingen die in feite publiekelijk zijn getoond, zoals de onze, kun je geen patent meer aanvragen. Dus bij deze, de vinding is vrij gegeven aan iedere fabrikant die onze vinding in de praktijk wil produceren en verkopen. :)
Hi Antares,
zuur voor je dat je niet de vluchten kan plukken van je goede idee. Maar uiteindelijk komt het wel de mensheid ten goede. Dus laat dat een schrale troost zijn.
En aan je eerste bericht te zien heb je voldoende inventiviteit over. De beloning komt vanzelf.
Bedankt, maar ik vind het persoonlijk veel belangrijker, dat mijn familie en anderen op deze manier veiliger kunnen vliegen. Daar kan geen vergoeding tegen op. :)
Als iedereen op water gaat rijden zal de prijs van water wel exponentieel gaan stijgen.
Straks iedereen weer een regenton.
Er zijn meer ideeen om batterijen te gaan maken van aluminium.
Donald Sadoway: The missing link to renewable energy
http://www.ted.com/talks/donald_sadoway_the_missing_link_to_renewable_energy.html
Als electrochemisch onderzoeker in metaal lucht batterijen sinds 1994 (PhD) ben ik onder de indruk van de benadering en ik heb ook gesproken met deze mensen. Persoonlijk zou ik het mooier vinden als de batterij direct kan opgeladen ipv om dit buiten de auto te doen. Verder hebben wij al twee jaar geleden een zelfde brandstofcel in het klein gedemonstreerd bij de TU Delft en is het voor ons niet nieuw. Wel moedig en goed om een concrete stap in de praktijk te zetten met proto’s die daadwerkelijk werken en ik denk dat wanneer de laadstap inderdaad beter kan worden overwonnen dat lithium achter ons ligt. Tot die tijd zou ik zeggen, ga door, steun phinergy zodat ze het principe ook beter kunnen bewijzen in demoprojecten en daarme een betere vergelijking kunnen krijgen met het lithium swap scenario van collega Israelier Shay Agassi. Bijzonder ook dat het weer Israel is die dergelijke stappen zet, het land met relatief ook de meeste Nobelprijswinnaars. Zou al het goeds dan toch van boven komen, te beginnen bij Zijn oogappel…:)
vr gr marnix  Â
Hardloper wijst hierboven op de achilleshiel van deze energiedrager. Zuiver aluminium is een brandstof in dit systeem, het wordt geoxideerd.
Hardloper weet natuurlijk alles van achilleshielen ;-)
Het netto-energierendement van de aluminium-motor wordt geschat op 40%: de Energy Return on Energy Invested (EROEI) is dus 1 : 0,4. Dat is nooit lang vol te houden
Hans, de EREOI van een Ottomotor (benzine) is nog veel afgrijselijker: slechts 25% van de chemische energie in benzine wordt omgezet in beweging. Dan komt daarbij dat elektromotoren bij remmen energie terugwinnen, een benzinemotor kan dit niet. De overvloedige elektriciteit die alternatieve energiebronnen leveren als de zon flink schijnt of de wind waait, kan gedumpt worden in aluminiumsmelters.