Битката за електромобилите: Алуминиево-въздушни vs. литиево-йонни батерии

Алуминиево-въздушните батерии за електрическите превозни средства са иновативна технология, която автомобилните производители и политиците трябва да разгледат отблизо. Въпреки че на теория това е батерия, тя се държи по-скоро като двигател: горивото е алуминият, който реагира с въздуха чрез електролит, за да произвежда електрическа енергия.

Алуминиево-въздушната технология има големи предимства пред литиево-йонната батерия - предпочитан избор при електромобилите. Тя предлага пробег с едно зареждане, подобен по размер на този при двигателя с вътрешно горене.

Енергийната плътност на тези батерии е значително по-голяма от тази при литиево-йонната алтернатива. Батерията е и по-лека, което отваря врата за електрическите самолети, пише Energy Post.

В същото време алуминият е евтин метал, който се намира в изобилие за разлика от лития.

От друга страна, тази технология изисква не презареждане, а смяна на цялата батерия – проблем, който има както инфраструктурен, така и логистичен аспект. Това обаче заобикаля належащите проблеми с капацитета на мрежата на фона на все по-широкото налагане на електрическата мобилност.

Липсват обаче конкретни политики, главно заради факта, че тази технология все още не е класифицирана като батерия.

батерии

С правилната политическа подкрепа и с ясен фокус от страна на автомобилните производители това е още една технология, която може да постигне търговска реализация.

Виновен за 24% от емисиите на въглероден диоксид при изгарянето на изкопаеми горива, транспортния сектор ще играе решаваща роля в глобалните усилия към декарбонизация. Почти три четвърти от тези емисии идват от пътните превозни средства.

Съществуват редица алтернативни горива и технологии, които са по-чисти от автомобилите с двигатели с вътрешно горене, включително биодизел, биогаз, електрически, хибридни или водородни превозни средства. Друга технология, която рядко се рекламира, но за която се смята, че има голям потенциал, е именно алуминиево-въздушната батерия.

Алуминий плюс въздух е равно на мощност

Тези батерии са евтин, лек и мощен източник на енергия. Формулата е съвсем проста: алуминий плюс въздух е равно на мощност. Реакцията между кислорода и алуминия във въздуха създава електричество, което може да се използва например за задвижване на леките автомобили. „Това е половината път между батерията и горивната клетка. Обичам да казвам, че това е най-доброто и от двете “, изтъква Тревър Джаксън, бивш инженер в Rolls Royce. 

Литиево-йонните батерии имат недостатъци

В момента светът залага на литиево-йонните електрически превозни средства като начин за постигане на климатичните цели. През 2020 г., годината на появата на пандемията, в Европа са регистрирани почти 1,4 милиона електрически превозни средства с такъв тип батерии и плъгин хибриди, а броят им нараства със 137% в сравнение с 2019 г.

Според Carbon Brief тази категория автомобили е произвела до три пъти по-малко емисии от конвенционалните превозни средства през 2019 г. в зависимост от източниците на електроенергия по време на производството и зареждането.

Въпреки доказаните предимства на електромобилите, захранването на световния автомобилен парк с батерии се извършва на фона на предупрежденията: животът на батерията е гарантиран между пет и осем години; рециклирането е изключително трудно (в момента процентът на рециклиране е по-малък от 5%); източникът на електричество може да не е зелен; и зареждането на електромобилите в мащаб може да пренатовари електропреносната мрежа. Не на последно място - редкоземните минерали, необходими за изграждането на електромобилите, представляват риск за веригите на доставка.

Доклад, публикуван от Европейската комисия през 2020 г., за въздействието върху околната среда на конвенционалните и превозните средства с алтернативно задвижване, заключава, че електромобилите, в това число и плъгин хибридите, оказват значително по-малко въздействие върху околната среда. Това въздействие обаче зависи до голяма степен от регионалните и експлоатационните обстоятелства, като се има предвид, че енергийният микс варира значително в различните страни. Освен това използването на медни и електронни компоненти в електрическите коли продължава да представлява предизвикателство за околната среда. В същото време технологията, използваща въздух и алуминий, обещава да обърне внимание на аспектите на устойчивостта, рециклирането и снабдяването при нисковъглеродния транспорт.

Как работи тази технология?

Според Джаксън най-доброто описание на технологията е „електрически двигател“. Това не е нито батерия, нито двигател, а по-скоро електрически еквивалент на двигател. В този „двигател“ „горивото“ е алуминиев метал (анодът), който реагира с кислорода (катода) около него, за да създаде енергия.

По време на тестове за общо 2414 км подаването на електроенергия от такава батерия е било постоянно през цялото време.

„И в момента това струва между 29 и 35 евро за киловатчас за производителя и 0,15 цента на километър за водача“, изтъква Джаксън.

Смяна на батерията

Джаксън вярва, че тези батерии са особено подходящи за електромобилите. „Според мен хората не искат да чакат електрическата им кола да се зарежда, когато трябва да отидат някъде. При нашата батерия имаме 90-секундна система за замяна. Мобилността за нас е много важна свобода. Това е нашата философия “, посочва той.