Američtí vědci našli nový způsob, jak zkrátit dobu nabíjení Li-ion baterií na polovinu
Přestože se technologie akumulace elektrické energie, v posledních letech s lithium-iontovými bateriemi v čele, neustále vyvíjí, dlouhá doba dobíjení baterií je stále jednou z překážek pro jejich širší uplatnění v automobilovém průmyslu. Vědci z americké národní laboratoře nyní představili nový mechanismus, který by měl zkrátit dobu nabíjení Li-ion baterií na polovinu, aniž by došlo k jejich urychlené degradaci.
Dlouhá doba dobíjení baterií je jedním z hlavních neduhů vozidel s elektrickým pohonem. Vědci z Národní laboratoře Argonne, spadající pod americké ministerstvo energetiky, nyní představili nový mechanismus pro urychlení nabíjení lithium-iontových baterií.
K výraznému zkrácení doby dobíjení, a to až na méně než polovinu, stačilo podle vědců jediné – vystavit katodu paprsku koncentrovaného světla (například bílého světla z xenonové lampy). Pokud by se technologii podařilo dostat na trh, mohla by podle vědců znamenat převrat na poli elektromobility.
„Předpokládali jsme, že během nabíjení bude bílé světlo interagovat příznivě s typickým materiálem katody, což se ukázalo jako pravdivé při našich testech článků,“ uvedl Christopher Johnson, spoluautor výzkumu.
Klíčovým prvkem výzkumu byla interakce mezi světlem a materiálem katody, která byla vyrobena z chemické sloučeniny LiMn2O4. Při osvětlení katody během dobíjení mangan absorbuje fotony z dopadajícího světla, čímž mění svou formu z trivalentní na tetravalentní. V důsledku se lithiové ionty z katody uvolňují výrazně rychleji než bez této excitace
„Naše testy článků prokázaly, že se zapnutým světlem došlo ke zkrácení doby nabíjení na polovinu. Chtěli jsme výrazně zkrátit tuto nabíjecí reakci bez poškození elektrod vlivem zvýšeného toku elektrického proudu,“ dovává Johnson.
Úvodní fotografie: Vizualizace fotoexcitace pro rychlé dobíjení lithium-iontových baterii. Zdroj: Argonne National Laboratory
Mohlo by vás zajímat:
Akorát špičky budou dvakrát kratší a dvakrát vyšší (dle zákona zachování energie: Q[C] = I[A] * t[s]).
Takže tepelný výkon (odpadní teplo) bude 2x vyšší.
Buď shoří elektroinstalace (zdravím hasiče), nebo bude tepelným namáháním degradovat daleko rychleji (zdravím obchodníky), nebo bude větší a těžší + větší chladiče (zdravím obchodníky a ... silničáře).
Nabíjecí příkon, natož kumulovaný příkon neutáhne vedení 400/230 V.
No, ona vlastně rychlonabíjení nejspíš neutáhne ani běžná transformátorová stanice (TS) 400 kVA. Prý jsou potřeba TS 2x 630 kVA (https://www.eon-distribuce.cz/clanek/prenosova-distribucni-soustava-5-cast).
Frostův příklad (dobít za 10 min. třeba 2/3 z 80 kWh) odpovídá 320 kW.
JEDNO nabíjení.
Velmi orientačně lze počítat 0,3 kW na obyvatele takže tohle ŠPIČKOVÉ nabíjení je jako zprůměrovaných 1000 lidí (pochopitelně průměr 1000 lidí nespustí 1000 varných konvic, 1000 myček, praček atd. naráz).
Navíc linka 22 kV utáhne do 5 MW, což je 15 a půl nabíjení naráz - a nic jiného včetně infrastruktury.
(hodnoty z dotazu na EGÚ Brno: https://www.pozlovice.cz/evt_file.php?file=16191&original=VVN_otazky.pdf).
To nejde táhnout ze stávající infrastruktury pro obyvatele -> nutná nová TS, vyhrazená pouze nabíjení. Plus komplet nabíjecí infrastruktura od TS - vodiče, přípojky.
Takže otázka zní:
Kdo z vás spekuluje s mědí a kdo je obchodní zástupce firem dodávajících transformátorové stanice a kdo nabíjecí zařízení? ;)
Cuio bono.
(ad bezdrát: problematika výkonů vysílačů, indukovaných prudů a pod. je na jiný článek - hlásíte se Josef?)
Chápu to tedy tak, že do každého rychločlánku je nutné zabudovat emitor světla (LED asi), který bude v době nabíjení svítit na katodu? ????
Posledně, když jsem viděl týpka v mikině s kapucí pobíhat večer se svítilnou kolem elektrokola zaparkovaného na náměstí, myslel jsem, že je to zloděj, co chce to elektrokolo ukrást. Díky této zprávě nyní vím, že věc se zjevně měla jinak: to elektrokolo se zjevně právě nabíjelo a ten týpek to dobíjení chtěl jen urychlit (y).
Pokud se to podaří, pak to bude výborné. Ne jen že řidič ušetří čas , ale bude stačit poloviční plocha nabíjecích stanic. Auto , které běžně ujede třeba 500 km a na dalších 300 se nabije za 10 minut bych si už klidně koupil s tím už člověk není příliš omezen ani když jede na dovolenou. Stačí 2 zastávky po 10 minutách a člověk je u moře v Chorvatsku...
Myslíte, že když přijedete k nabíječce, bude tam zrovna volno :-)), pokud tedy k rozšíření aut na baterky opravdu dojde ? Nebo tam bude těch stojanů 6 nebo 8 _?
Na papíře to opravdu vypadá dobře a z praktického hlediska delší kafe s protáhnutím člověk na dlouhé cestě stejně potřebuje. Potud ok.
Jenže dobít za 10 min. třeba 2/3 z 80 kWh baterie chce sakra nabíječku a tomu přizpůsobenou instalaci ve voze. Navíc tu energii někde musíte vzít v jakoukoli denní/roční dobu a také k danému nabíjecímu místu přivést. To si při masovém rozšíření elektromobility nedovedu zatím představit.
Zkuste vzít v úvahu tyto věci:
- zdroje provozované pro základní zatížení (typicky JE) vyrábějí nezávisle na rozmarech síly větru, čili není nutné něco se ztrátou někam akumulovat, používáte "čerstvou" energii,
- např. v Česku po 21.hodině klesá křivka zatížení po večerní špičce a až do cca 5té ranní klesat nepřestává, čili ideální čas pro nabíjení vozidel, která jsou v noci nejméně potřebná v užívání,
- pár měsíců nazpět tady jeden diskutující spočítal i se ztrátami na nabíjení spotřebu 100%ně elektrického osobního vozového parku - vydalo to na ekvivalent 2,5GW jaderného výkonu, čili jeden větší Temelín,
- ve výše uvedeném časovém pásmu jsou tz. "prázdné dráty", tzn. kapacity sítě by se neposilovaly plošně a i kdyby , investice ČEPS budou rozloženy v čase přibližně stejně jak bude a nebo nebude široký elektrický vozový park.
- na sídlištích bude muset být nabíjení řešeno skrze stojany veřejného osvětlení s možností uzamčení (kvůli šprýmařům i zlé vůli obecně), tam budou potíže, ale u populace-domkářů jde o možnost, na kterou stačí jeden slabý jistič(pomalé nabíjení celou noc).
Ano je to tak, s tím pomalým nabíjením na ulici bych to navíc na kabel neviděl půjde spíše o bezdrátové nabíjení. A jednou až budou robotické vozy tak se prostě v ulici budou střídat na nabíjecích místech....
Vše, o čem píšete, si uvědomuji. Reagoval jsem ale na message článku a Josefovu úvahu, kde se nebavíme o nabíjení přes noc doma, ale o masovém rozšíření rychlého nabíjení na cestách přes den ála dnešní čerpací stanice.
Chlapi, jste borci... Tady jde vidět, že tu nejsou hlupáci, ale lidé, kteří používají hlavu a ne to seno jako 90% zmedializovaných lidí.
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se