Φανταστείτε ότι τραβάτε ένα βενζινάδικο, ανοίξτε το δοχείο και τραβώντας το ακροφύσιο του διανομέα καυσίμων. Αλλά αντί του φυσικού αερίου, έρχεται ένα μίγμα νερού και αλκοόλ. Αντί να γεμίσετε τη δεξαμενή καυσίμου, το μίγμα επαναφορτίζει την μπαταρία του ηλεκτρικού αυτοκινήτου σας - αμέσως.
σχετικό περιεχόμενο
- Πέντε ερωτήσεις θα πρέπει να έχετε σχετικά με την Νέα Καλιφόρνια μπαταρία της Καλιφόρνια Tesla
Αυτό είναι το όνειρο του John Cushman, ενός επιστήμονα του Πανεπιστημίου Purdue, ο οποίος έχει αναπτύξει μια "επαναφορτιζόμενη" μπαταρία για ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Η μέθοδος του Cushman χρησιμοποιεί νερό, αιθανόλη (τον ίδιο τύπο αλκοόλ που θα βρείτε στα αλκοολούχα ποτά), αλάτι και διαλυμένα μέταλλα. Θα επέτρεπε στους ιδιοκτήτες ηλεκτρικών αυτοκινήτων να επαναφορτίζουν τα αυτοκίνητά τους γρήγορα και εύκολα, χρησιμοποιώντας τα υπάρχοντα βενζινάδικα που μετατράπηκαν σε σταθμούς επαναφόρτισης μπαταριών.
«Προσπαθούσαμε να βρούμε έναν περιβαλλοντικά οικονομικό και οικονομικό τρόπο για να τροφοδοτήσουμε κινητά οχήματα όπως τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά και τα αυτοκίνητα γκολφ και να το κάνουμε με τέτοιο τρόπο ώστε να μην χρειαστεί να καθίσετε εκεί και να συνδέσετε το αυτοκίνητό σας για X ώρες, "Λέει ο Cushman.
Η μπαταρία είναι ένα παράδειγμα μιας "μπαταρίας ροής", η οποία χρησιμοποιεί δύο χημικές ενώσεις διαλυμένες σε υγρά για να σχηματίσουν θετικά και αρνητικά φορτισμένες πλευρές. Τα υγρά αντλούνται μέσα σε μια κυψέλη μπαταρίας που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Τυπικά, οι μπαταρίες ροής χρησιμοποιούν μεμβράνες για να διαχωρίσουν τα δύο υγρά. Αλλά η μπαταρία του Cushman χρησιμοποιεί νερό και αιθανόλη και αλάτι για να αναγκάσει το νερό και την αιθανόλη να χωριστούν σε δύο στρώσεις, χωρίς να απαιτείται μεμβράνη. Αυτό δίνει στην μπαταρία πλεονέκτημα έναντι των παραδοσιακών μπαταριών ροής, λέει ο Cushman, αφού οι μεμβράνες αποτελούν συχνά τον αδύναμο κρίκο.
"Οι μεμβράνες τείνουν να σπάσουν, και όταν σπάσουν τα σορτς μπαταρίας έξω", λέει.
Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή την κατασκευή ενός συστήματος με αρκετή ενέργεια κατ 'όγκο για να τροφοδοτήσει ένα αυτοκίνητο.
"Δεν ξέρω αν μπορούμε να ταιριάξουμε τι έχουν με τις μπαταρίες λιθίου, αλλά εμείς δεν χρειάζεται", λέει ο Cushman. "Πιστεύουμε πραγματικά ότι διαθέτουμε αρκετή ισχύ για να επιταχύνουμε ένα ελαφρύ αυτοκίνητο πολύ γρήγορα - αλλά ίσως όχι τόσο γρήγορα όσο το 0 με 60 σε τέσσερα δευτερόλεπτα." "Ποιος πραγματικά χρειάζεται αυτό το είδος επιτάχυνσης;" "Τα περισσότερα αυτοκίνητα με φυσικό αέριο δεν έρχονται κοντά".
Ενώ τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα αυξάνονται σε δημοτικότητα, η χρέωση είναι ένα πολυετές ζήτημα. Ο Tesla, του οποίου το μοντέλο S είναι το πιο δημοφιλές ηλεκτρικό αυτοκίνητο στην Αμερική, βασίζεται σε ένα δίκτυο σταθμών φόρτισης προορισμών όπου οι οδηγοί μπορούν να προγραμματίσουν να είναι για αρκετές ώρες ή για μια μέρα στην άλλη, ή σταθμοί υπερτροφοδοτών που φορτίζουν αυτοκίνητα σε περίπου 30 λεπτά. Αλλά, ανάλογα με το πού οδηγείτε, αυτοί οι σταθμοί μπορεί να είναι λίγοι και πολύ μακριά. Οι τεράστιες χώρες του Midwestern, όπως το Κάνσας και το Μιζούρι, έχουν μόνο μια χούφτα, για παράδειγμα. Αυτό σημαίνει ότι ένα ταξίδι μεγάλων αποστάσεων σε ένα Tesla παίρνει προσεκτικό σχεδιασμό. Ο φόβος να ξεφορτωθεί μακριά από ένα σταθμό φόρτισης είναι τόσο συνηθισμένος μεταξύ των οδηγών ηλεκτρικών αυτοκινήτων, μάλιστα πήρε ένα όνομα: «άγχος της σειράς».
Ο Cushman βλέπει τα πρατήρια καυσίμων να μετατρέπουν τους σταθμούς ανεφοδιασμού σε μπαταρίες, ίσως μία αντλία τη φορά καθώς η ζήτηση αυξάνεται. Οι σταθμοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν την υπάρχουσα υποδομή και την αλυσίδα μεταφοράς τους για το υγρό ηλεκτρολύτη.
"Οι εταιρείες πετρελαίου δεν θέλουν να δουν όλα τα πρατήρια καυσίμων τους να παραμείνουν στο δρόμο", λέει ο Cushman. "Μπορούμε να αντλήσουμε τους ηλεκτρολύτες μας μέσω των υφιστάμενων αγωγών. Δεν υπάρχει τίποτα επικίνδυνο. είναι όλα βιοδιασπώμενα. "
Οι αναλωμένοι ηλεκτρολύτες θα μπορούσαν να αποβληθούν σε δεξαμενές αποθήκευσης στα πρατήρια καυσίμων και να μεταφερθούν σε ένα διυλιστήριο, ιδανικά ένα που θα τροφοδοτείται από καθαρό ηλιακό ή αιολικό ενεργειακό σύστημα. Εκεί, θα μπορούσε να ανασυσταθεί και να αποσταλεί αμέσως στα βενζινάδικα.
"Είναι ένα σύστημα κλειστού βρόχου", λέει ο Cushman.
Ο Cushman και η ομάδα του, οι οποίοι συνειδητοποίησαν μια εταιρεία που ονομάζεται Ifbattery LLC για να εμπορευματοποιήσει την τεχνολογία, βρίσκονται σε συνομιλίες με τον στρατό σχετικά με τη χρήση της τεχνολογίας μπαταριών για να εκπέμπουν ήσυχα, μυστικά οχήματα με μικρή υπογραφή θερμότητας για να προσελκύσουν την προσοχή του εχθρού. Επιδιώκουν επίσης να χτίσουν μεγαλύτερα πρωτότυπα και να συνεργαστούν με εταίρους της κατασκευής για να φέρουν τελικά τις μπαταρίες στην πολιτική αγορά. Ο Cushman πιστεύει ότι υπάρχει μια "σημαντική πιθανότητα" ότι η τεχνολογία θα είναι διαδεδομένη στους αμερικανικούς δρόμους σε μια δεκαετία, αλλά διστάζει να κάνει προβλέψεις.
Αν και υπάρχει μια ποικιλία από τεχνολογίες μπαταρίας ροής εκεί έξω, έχουν αγωνιστεί να έρθουν στην αγορά και, όταν το κάνουν, είχαν σκληρό χρόνο ανταγωνίζονται με τις πολύ πιο καθιερωμένες μπαταρίες ιόντων λιθίου. "Η τέχνη του προβλήματος με τις μπαταρίες ροής είναι ότι οι περισσότερες από τις μέχρι σήμερα προόδους έχουν γίνει στο εργαστήριο", γράφει ο Peter Maloney στην Utility Dive, ένα ενημερωτικό δελτίο που καλύπτει τη βιομηχανία κοινής ωφέλειας. "Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, από την άλλη πλευρά, έχουν μακρά ιστορία εγκαταστάσεων εντός του χώρου σε όλα, από υπολογιστές και έξυπνα τηλέφωνα μέχρι ηλεκτρικά οχήματα και μονάδες αποθήκευσης που συνδέονται με πλέγμα σε μεγαβάτ."
Αλλά οι προόδους όπως το Cushman μπορούν να αλλάξουν την εξίσωση. Η τιμή θα είναι ένας παράγοντας καθώς και οι προηγούμενες μπαταρίες ροής έχουν την τάση να χρησιμοποιούν σχετικά ακριβό μέταλλα όπως το βανάδιο. Η μπαταρία του Cushman χρησιμοποιεί νερό, αιθανόλη, αλάτι και φθηνό αλουμίνιο ή ψευδάργυρο.
"Η ευθύνη μου ήταν να κάνω χημεία", λέει ο Cushman. "Είναι τώρα ένα μικρό βήμα για να κάνουμε ένα εμπορικά βιώσιμο προϊόν."
