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以色列新电池可使电动汽车续航里程达1600公里
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来源: 中国经济和信息化 作者: 本刊发布时间:2014/9/2评论:0+收藏文章

        一家以色列Phinergy公司研发出了一种空气金属电池,充电一次可使电动汽车行驶1600公里,结束了迄今一直困扰着电动汽车的所谓续驶焦虑症。电池内装有50块铝板,每块铝板可使汽车行驶32公里。在行驶过程中只需停2次加水。这样,影响电动汽车发展的瓶颈已经打破,电动汽车的快速发展即可指日可待。

  美铝携手共同开发

  以色列Phinergy公司已联手美铝公司来开发能使电动汽车在下次充电前行驶1100英里的电池技术。此技术将铝-空气电池和锂离子电池结合起来,在蒙特利尔的吉尔-维伦纽夫赛道上用全电动菲亚特500e低端紧凑型轿车得到了论证。

  铝-空气电池,由以色列的Phinergy公司和加拿大铝生产商美铝公司联合制造,是通过铝,空气和水之间的反应来制造的新能源。美铝公司和Phinergy公司在新材料、变化过程和成分上合作研究将铝-空气电池实现商业化生产。美铝公司的业务发展经理道格·拉姆齐说: “在100多年前就已经有了金属-空气电池的想法。通过与Phinergy公司之间的合作,我们通过优化系统,已经可以有效地把一块铝将空气和水作为催化剂来产生电量,从而进行充电。”

  “铝-空气电池在这里有效地充当了一个续航器。在日常使用中,锂离子系统可独立支持行驶20~40英里。当锂离子电池耗尽时,空气-铝电池就会打开”拉姆齐说到。

  虽然这项技术最初被应用在汽车行业,不过公司表示,将来也可将其应用在固定储能系统、家用电子产品、航空航天和国防等领域。

  铝-空气电池采用一个可以吸收周围空气的空气电极,可以使氧气顺利通过,而将二氧化碳阻隔在外,而不会使阴极碳化损坏。常规电池通过在沉重的阴极带一定量的液体反应物内,来和金属反应从而释放能量。“它就像一名带水肺的潜水员和一条鱼之间的区别。潜水员携带氧气罐是为了呼吸,而鱼只是通过鳃进行呼吸”Phinergy公司人员在一段视频中对这项技术进行了解释。

  根据Phinergy公司介绍,其Phinergy铝-空气电池中共包含50块铝板,其中每一块铝板所产生的能量都可以单独驱动汽车行驶20英里,以前用锂电池来支持,现在使用了铝-空气电池的续航里程可以达到1000英里(约合1600千米)。

  “汽车制造商想要的是能与汽油动力汽车相媲美的零排放电动汽车的技术。铝-空气电池有可迎接这一挑战的潜力,它完全使用可回收的材料且没有二氧化碳排放"美铝公司加拿大总经理马丁·布里埃在一份声明中表示。

  铝-空气电池在每三个月的正常使用下磨损。铝最终会生成氢氧化铝。使用过的铝-空气电池可以循环利用制造新的铝空气电池。所以在此电池服务中心可以把电池用一定的条件以旧换新。

  Phinergy 公司首席执行官Aviv Tzidon在一份声明中说,推广电动汽车的进程被减慢的原因是众所周知的“里程焦虑”,通过Phinergy的技术,以及美国铝业公司在铝价值链和电动汽车市场的工业领导地位,我们可以看到令人兴奋的机会来帮助电动汽车进入主流市场。

  由美铝公司和Phinergy公司制造的铝-空气里程扩展器有着使电动汽车行驶1000英里的潜力。

  雷诺-日产最先试验

  尽管细节尚不清楚,Phinergy 公司首席执行官和创始人Aviv Tzidon证实了已与雷诺-日产公司进行了会谈,初步提出在2017年使用phinergy公司的续航器铝空气电池来进行电动车的生产。

  这则消息首次在奧巴马总统和和以色列总理 Nethanyaho的半私人谈话视频中披露。进一步追问时,Tzidon说:“理想情况下,2017年显然是在计划中的日期。但如果法国汽车制造商一方有着无法预见的延迟,那么这个进程可能会推迟2018年或2019年。

  无论在任何情况下,Phinerg公司都在为这样或那样的客户做着准备。Tzidon透露,他最初是无论如何都想不到汽车制造商将是首个采用铝-空气电池的。由此,Phinergy公司很有耐心并做好打长期战的准备。

  如果事情按计划进行,Phinergy公司希望它的铝-空气电池可能会被证明是交通领域甚至是其他领域中最伟大的发明之一。公司已开发一个无碳的电动车电池,通过对铝片得慢慢消耗来产生比最好的锂离子电池产生多几倍的能量。

  基于2008年在以色列开展的工作,Phinergy公司与美铝公司正在此经济高效、安全的能源领域进行合作。它被提议作为一个里程扩展器,对于汽车制造商,包括雷诺-日产车,而不是一个初级的驱动电池。

  Phinergy 公司的铝-空气电池将去离子(饮用)水注入碱性电解质溶液,通过吸进空气进行化学反应,溶解铝板来产生电能。铝是地壳中最丰富的金属,Phinergy 的耐久技术可产生能量比为8.1千瓦时/千克的能量——其中一半是电能,一半是副产品热能。

  铝-空气和其他金属-空气电池的概念不是新提出的,但Phinergy解决了之前的不足,并准备把它投入生产,不只是在汽车领域,还可以在家庭电子产品、固定能量存储、国防、工业等领域的应用。

  尽管铝通常被认为是一种结构材料,但它具有较强的产生电能的潜力,在其冶炼工艺中产生大量电能并能有效地存储。Phinergy 的可控制的反应在其冶炼过程中的逆向反应释放电能,现正计划在蒙特利尔的铝冶炼中利用可持续水电力。

  副产品收入可观

  更重要的是,铝-空气电池经过化学反应从不断减少的铝板中提取并储存的电能后,它在液体中生成了一个可回收的副产品(氢氧化铝),此副产品可以很容易的再反应成新鲜的铝。

  从技术上讲,消费者宁愿购买储存在铝中的能源而不是最后反应生成副产品氢氧化铝的铝,而这种氢氧化铝作为有价值的副产品消失了。

  如果这听起来很不清楚,我们将在后面解释它的工作原理,但伴随副产品的消失是已经结束的"概念证明"阶段。

  这在蒙特利尔Phinergy/美铝公司试驾的雪铁龙C1上得到了证实。汽车在几个小时之内可不充电,而事实上这辆车使用100千克的铝可以行驶1,850~2,500英里。

  和特斯拉模型中的750公斤的电池组件相比,有了全新的改善。Phinergy设想最大化的利用其里程扩展的技术,或可以说是一个车载充电系统。换言之,它基于C1的测试机将电动雪佛兰福特的里程扩大而不需燃气发动。

  在雪佛兰volt电动车中,发动机一直靠电池的充电并提供驱动能量。在Phinergy的情况下,铝-空气电池为锂离子电池充电,并散发出热量,或由储热器储存散发的热量在需要的时候升高车内的温度。

  因此,Phinergy的原型车主要由一个相当普通的锂离子电池和电机驱动,其铝-空气电池组件也可以在行驶过程中再次充电。

  当其铝"盒"或铝板在几个月慢慢地分解到最后什么都没有,则由服务中心代替更换。铝的确切组成成分是特有的,美铝携手的Phinergy公司从独家代理上盈利。

  根据美国铝业公司项目经理Hasso所说,“油井到车轮”这一分析实际上比碳中性更好,因为在铝的氧化过程中产生了有价值的副产品(氢氧化铝)。这意味着Phinergy不提倡其新技术取代锂离子电池,而是一种补充。

  为什么呢?Tzidon说,“Phinergy的理念是足够"谦虚",要同时看到铝-空气电池的优点和缺点。它的能量是极大地提高了能源存储,使汽车行驶公里受限不再是个问题。”

  然而,锂离子电池组件在生产强大的、快速充电的通过汽油发动机驱动或再生制动来充电的汽车方面还是有用的。虽然承认铝系统做不到这点,但考虑到大多数人使用他们汽车的方式,他认为这不是一个问题。

  引用一个曾经为雪佛兰Volt做的案例的统计数据,Tzidon说一个每年行驶12000英里的司机平均每天只行驶33英里。

  30-50英里的电动汽车范围将满足日常生活的需要,但当司机偶尔想要走得更远,该怎么办?这需要司机适时地补充铝-空气电池系统中使用板载铝。不像其他的电池,铝可以存储几十年不退化也不需要进行维护充电。

  Phinergy的理想的方案是司机日常使用常规锂离子电池,在需要时为铝-空气电池系统补充一些铝和水。通常情况下铝盒的消耗在大概一年一次,在这一阶段成本的概念还比较模糊,但未来成本将会比现在的解决方案更低。

  公司的执行摘要里提到,从铝中提炼的能量要比汽油便宜且基本接近电价,电池系统随着比例增加,会比2020年的锂电池要便宜。

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