Pin Aluminium-Air là gì?

Khi thị trường xe điện tiếp tục tăng trưởng, một số người mua xe hơi vẫn còn lo ngại về phạm vi hoạt động và độ an toàn của pin lithium-ion. Để giải quyết những mối quan tâm xác đáng này, rất nhiều tiền và thời gian đang được dành để phát triển các công nghệ pin mới.

Trong những năm gần đây, các công ty đã đầu tư vào một loại pin cũ nhưng được cải tiến dựa trên nhôm và không khí, có tiềm năng thúc đẩy đáng kể ngành công nghiệp xe điện. Pin nhôm-air (Al-air) dường như là một vật thay đổi trò chơi pin EV, nhưng liệu có phải tất cả đều là cường điệu?

LÀM VIDEO TRONG NGÀY

Tín dụng hình ảnh: ENERGY.GOV/ Wikimedia Commons

Xe điện đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được một tương lai không có mạng lưới. Tuy nhiên, lo lắng phạm vi và các câu hỏi về an toàn đối với pin lithium-ion đang là rào cản cản trở sự tăng trưởng của thị trường xe điện. Pin Lithium-ion đã dẫn đầu cuộc cách mạng EV, nhưng nó vẫn bị giới hạn trong phạm vi 400 dặm, điều này có thể gây ra vấn đề trong những chuyến đi đường dài.

tại sao tôi không làm việc với chuột

Sự phức tạp của việc tìm kiếm một trạm sạc ở những khu vực hẻo lánh và chờ đợi cho đến khi xe điện của bạn được sạc có thể khiến người mua tiềm năng gặp khó khăn. Các vấn đề khác về pin lithium được nhận thấy, chẳng hạn như pin xuống cấp, rò rỉ và sạc quá mức, cũng không giúp ích gì nhiều cho trường hợp của nó. Với tất cả các công nghệ pin khác hiện có, pin Al-air đang được chú ý rất nhiều vì chúng không phải sạc lại.

Khái niệm về loại pin này có từ những năm 1960. Nhưng vì chất điện phân của nó ăn da và độc một cách nguy hiểm nên nó không thể được sử dụng cho mục đích thương mại. Trevor Jackson, một sĩ quan kỹ thuật của Hải quân Hoàng gia Anh, bắt đầu thử nghiệm loại pin này vào năm 2001 để đảm bảo nó an toàn khi sử dụng. Pin Al-air được làm bằng một tấm hợp kim nhôm làm cực dương, cực âm không khí, chất điện phân không độc hại như nước và chất xúc tác bạc.

Pin Aluminium-Air hoạt động như thế nào?

Pin EV truyền thống có hai điện cực, một cực âm và một cực dương được làm bằng các vật liệu khác nhau, với một chất điện phân ở giữa chúng. Khi pin được sử dụng, các dòng ion từ cực dương qua chất điện phân đến cực âm. Trong quá trình sạc, các ion chảy ngược chiều trở lại cực dương.

Pin Al-air hoạt động tương tự như pin nhiên liệu. Nó sử dụng nhôm ở cực dương và oxy ở cực âm. Kết quả là mật độ năng lượng cao hơn nhiều. Lớn hơn khoảng tám đến chín lần so với pin lithium-ion hiện tại được sử dụng trong xe điện, một mức tăng đáng kể về điện năng. Mật độ năng lượng đo lượng năng lượng mà pin có thể lưu trữ trên một đơn vị khối lượng. Mật độ công suất đo lượng năng lượng tức thời mà nó có thể cung cấp trên một đơn vị khối lượng.

Cực dương giải phóng các điện tử khi nhôm bị ôxy hóa, trong khi cực âm khử ôxy để giải phóng các điện tử, do đó tạo ra năng lượng điện. Tải có thể được cung cấp năng lượng nhờ dòng điện do các electron chuyển động qua mạch ngoài tạo ra. Kết quả cuối cùng là một chất bột màu trắng hình thành trên cực dương.

Ưu điểm và nhược điểm của pin nhôm-không khí

Nhôm là tài nguyên thiên nhiên phổ biến thứ ba trong vỏ trái đất và là kim loại phong phú nhất trên trái đất, vì vậy chúng ta có thể sẽ không bao giờ cạn kiệt. Do tính mềm của nó, nhôm dễ gia công và ổn định, không giống như lithium. Hơn nữa, nó không độc hại. Sau đây là những ưu điểm khác của pin Al-air so với pin lithium-ion:

Rẻ hơn để thực hiện
Sự ổn định
Giảm lượng khí thải carbon về khai thác và tinh chế
Tích trữ nhiều năng lượng hơn
Nhẹ hơn hầu hết các loại pin khác do pin được làm bằng nhôm và không khí
Có thể tái chế cao

Bất chấp những lợi ích của nó, loại pin này có một số nhược điểm. Đầu tiên, nó có nhược điểm là pin tiểu. Về cơ bản, nó không thể được sạc lại khi pin đã cạn hoặc đã cạn. Hơn nữa, không khí bên trong pin ăn mòn nhôm cực dương. Do đó, tấm nhôm trong pin cần phải được thay thế, có thể gây tốn kém. Ngoài ra, chi phí sản xuất pin có thể bị ảnh hưởng bởi giá bạc biến động trong pin.

cách tạo podcast trên android

Vấn đề với pin Lithium-Ion

Thiết bị hạng nặng và xe tải khai thác khoáng sản

Các nhà khoa học đã và đang phát triển các loại pin tốt hơn do những hạn chế của pin lithium-ion đang thống trị thị trường xe điện. Lithium, niken và coban được sử dụng trong pin lithium-ion là những kim loại đất hiếm chỉ được tìm thấy ở một số khu vực nhất định trên thế giới. Hiện tại, xe điện chiếm 6% phương tiện lưu thông trên đường, và việc khai thác các kim loại này đang được tiến hành tốt; hãy tưởng tượng khi số EV tăng lên 50% hoặc 80%. Các nhược điểm khác của pin lithium-ion bao gồm:

Sản xuất đắt tiền, mặc dù giá đã giảm
Lithium không ổn định
Căng thẳng lưới điện quốc gia
Mạng sạc đắt tiền và phức tạp
Các tác động môi trường liên quan đến khai thác và tinh chế, mặc dù ngày càng nhiều pin lithium được tái chế

Hoán đổi pin so với sạc lại

Tín dụng hình ảnh: bfishadow / Wikimedia Commons

Có những yếu tố cần lưu ý khi xem xét hoán đổi pin so với sạc lại . Để có được cùng một phạm vi cho mỗi lần sạc, sẽ cần một bộ pin có kích thước bằng 1/8 pin lithium-ion. Do trọng lượng nhẹ hơn của pin Al-air, xe điện có thể di chuyển xa hơn, tăng hiệu suất tổng thể.

Cũng sẽ dễ dàng và thuận tiện hơn khi đóng gói pin ở một vị trí trong EV dễ tiếp cận để có thể dễ dàng thay thế khi cần thiết. Một số công ty đã ước tính thời gian hoán đổi pin EV bằng nhôm-không khí chỉ là ba phút, giúp chủ sở hữu EV trở lại nhanh chóng.

Theo ước tính, pin Al-air có tuổi thọ khoảng 5.400 dặm. Câu hỏi đặt ra là: tại sao mọi người lại đi xuống tuyến đường này thay vì nạp tiền? Với EV chạy bằng Al-air, bạn có thể đi xa hơn nữa mà không cần tìm trạm sạc. Một lý do khác là việc trao đổi pin Al-air cạn kiệt của bạn cho một pin tái chế rẻ hơn nhiều so với chi phí đổi pin Tesla . Vì bộ phận duy nhất có thể thay thế là các tấm nhôm, có thể được tái chế 100%, bạn phải trả cho số km bạn lái xe.

Pin Aluminium-Air có phải là tương lai?

Có thể sử dụng pin Al-air trong các loại xe điện ngày nay. Những loại pin này có thể sẽ ngày càng phổ biến khi các trạm hoán đổi pin ngày càng phổ biến. Cho đến lúc đó, chúng cũng có thể được sử dụng để mở rộng phạm vi của pin lithium-ion EV, giải quyết vấn đề phải sạc lại khi bạn không thể.

Cuối cùng, người mua xe điện sẽ có tùy chọn thay pin hoặc sạc lại xe của họ, cuối cùng tạo ra thị trường xe điện đa năng hơn vì lợi ích của mọi người. Do đó, quá trình chuyển đổi sang một thế giới hoàn toàn dựa trên xe điện sẽ tiếp tục tăng tốc.