Anni di produzione, promettenti batterie ricaricabili metallo-aria si dirigono sul mercato

Dopo anni di sviluppo, una nuova tecnologia delle batterie fin dall'inizio Energia fluidica viene commercializzato (vedi Scommesse su una svolta della batteria Metal-Air). È una batteria ricaricabile metallo-aria la cui prima applicazione sta sostituendo i sistemi di backup delle batterie diesel e piombo-acido per torri di telecomunicazioni e per altre aziende che necessitano di una fornitura di energia costante. L'azienda ha tranquillamente dimostrato la sua batteria con i clienti per un anno. In un'intervista a Revisione della tecnologia del MIT , Cody Friesen, fondatore e chief technology officer di Fluidic Energy, ha reso pubblici per la prima volta i dettagli sul suo prodotto.

Potenza della cella: La scatola a destra contiene batterie di Fluidic Energy che mantengono in funzione questa torre di telecomunicazioni anche in caso di interruzioni di corrente.

Le batterie metallo-aria hanno il potenziale per immagazzinare più energia rispetto alle batterie agli ioni di litio, che sono ora utilizzate nei veicoli elettrici e in alcune applicazioni di rete. In base ai materiali utilizzati, le batterie metallo-aria potrebbero anche essere meno costose delle batterie al piombo, le batterie ricaricabili più economiche e ampiamente utilizzate.

Ma mentre le batterie metallo-aria non ricaricabili sono state utilizzate commercialmente per molto tempo, ad esempio sono spesso utilizzate negli apparecchi acustici, è stato difficile renderle ricaricabili. In una batteria metallo-aria, un metallo come lo zinco (quello utilizzato nel caso dell'energia fluidica) reagisce con l'ossigeno dell'aria per generare elettricità.

Per ricaricare ripetutamente una batteria metallo-aria, è necessario rimuovere quell'ossigeno e formare nuovamente il metallo di zinco. Ma lo zinco metallico lasciato tende a formare strutture porose che occupano molto più spazio del metallo denso e solido, annullando il potenziale vantaggio in termini di dimensioni delle batterie metallo-aria. Durante la ricarica, lo zinco può anche formare strutture simili a radici che causano cortocircuiti all'interno della batteria. Anche realizzare un elettrodo ad aria di lunga durata, il luogo dell'interazione tra la batteria e l'ambiente esterno, è una sfida. Quelle esistenti vanno bene per le batterie monouso, ma non per le batterie ricaricabili destinate a durare più a lungo.

Per affrontare il problema dello zinco che produce strutture dendritiche voluminose, Fluidic Energy utilizza additivi chimici per garantire che lo zinco formi strati densi e uniformi. Il problema è che questi additivi tendono ad evaporare oa degradarsi nel tempo. Fluidic Energy ha sviluppato liquidi ionici proprietari che non evaporano e non si decompongono alle tensioni osservate nella batteria e che, soprattutto, sono poco costosi. L'alto costo dei liquidi ionici ha impedito loro di essere utilizzati nelle applicazioni delle batterie.

Friesen afferma che l'azienda ha anche sviluppato elettrodi ad aria che durano da cinque a sette volte più a lungo di altri sul mercato, sebbene mantenga segreti i progressi specifici che lo hanno reso possibile.

Le batterie risultanti sono più economiche rispetto all'acquisto della combinazione di batterie al piombo e motori diesel generalmente utilizzati per mantenere le torri di telecomunicazione in funzione durante i blackout. E costano molto meno per funzionare, poiché eliminano la necessità di carburante diesel, almeno quando le torri delle telecomunicazioni sono collegate alla rete. (Le batterie possono essere utilizzate anche in applicazioni off-grid, dove dovrebbero essere abbinate a una fonte di alimentazione come pannelli solari o un generatore diesel.)

Mentre le batterie sembrano essere una buona soluzione per le torri di telecomunicazione, potrebbe volerci un po' di tempo prima che le batterie vengano utilizzate nelle auto. Le batterie metallo-aria sono una tecnologia intrigante per le auto perché hanno il potenziale per immagazzinare tre o quattro volte più elettricità di quelle agli ioni di litio, il che potrebbe estendere l'autonomia del veicolo o rendere possibile l'uso di pacchi batteria più piccoli ed economici. Non siamo affatto vicini a questo, afferma Friesen, sebbene la tecnologia immagazzini molta più energia rispetto alle batterie al piombo.

Anche lo stoccaggio in rete su larga scala potrebbe essere una sfida. Storicamente, l'efficienza è stata un problema con le batterie metallo-aria, che possono sprecare quasi la metà dell'energia immagazzinata in esse. Friesen afferma che Fluidic ha affrontato il problema, ma per motivi competitivi non avrebbe fornito l'efficienza specifica, se non per dire che le nostre efficienze sono ben oltre quelle di un sistema diesel e piombo.

Nell'affrontare il mercato dell'energia di backup, Fluidic Energy dovrà affrontare un concorrente difficile. GE ha recentemente aperto una grande fabbrica a Schenectady, New York, per costruire batterie progettate anche per sostituire i generatori diesel e le batterie al piombo (vedi Novel Battery di GE per rafforzare la rete e Inside GE's New Battery Factory).

nascondere