Kuvittele, että vedät huoltoasemalle, avaa säiliö ja vedä polttoainesäiliön suutin ulos. Mutta kaasun sijasta ulos tulee sekoitus vettä ja alkoholia. Polttoainesäiliön täyttämisen sijasta se lataa sähköautosi akun heti.
Asiaan liittyvä sisältö
- Viisi kysymystä Kalifornian uudesta Tesla-käyttöisestä akkupankista
Tämä on Purduen yliopiston tutkijan John Cushmanin unelma, joka on kehittänyt "heti ladattavan" akun sähköautoihin. Cushmanin menetelmä käyttää vettä, etanolia (saman tyyppistä alkoholia kuin alkoholijuomista), suolaa ja liuenneita metalleja. Sen avulla sähköautojen omistajat voisivat ladata autonsa nopeasti ja helposti käyttämällä olemassa olevia huoltoasemia, jotka on muunnettu akkujen latausasemiksi.
"Yritimme löytää ympäristöystävällisen ja taloudellisen tavan kuljettaa liikkuvia ajoneuvoja, kuten autoja ja kuorma-autoja ja golfiautoja, ja tehdä se siten, että sinun ei tarvitse istua siellä ja kytkeä autoasi X tuntimäärään, ”Cushman sanoo.
Akku on esimerkki "virtaparistosta", joka käyttää kahta nesteisiin liuotettua kemiallista yhdistettä positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden puolien muodostamiseksi. Nesteet pumpataan akkukennoon, joka muuntaa kemiallisen energian sähköenergiaksi. Tyypillisesti virtaparistot käyttävät kalvoja kahden nesteen erottamiseen. Mutta Cushmanin akku käyttää vettä ja etanolia ja suolaa pakottamaan veden ja etanolin jakautumaan kahteen kerrokseen ilman kalvoa. Tämä antaa akulle etulyöntiaseman perinteisiin virtaparistoihin nähden, Cushman sanoo, koska kalvot ovat usein heikko linkki.
"Kalvoilla on taipumus rikkoutua, ja kun ne rikkoutuvat, akku oikosulkee", hän sanoo.
Tämä menetelmä antaa mahdollisuuden rakentaa järjestelmän, jolla on tarpeeksi tilavuusenergiaa auton käyttämiseksi.
"En tiedä, pystymmekö vastaamaan mitä heillä on litiumparistoissa, mutta meidän ei tarvitse", Cushman sanoo. "Uskomme todellakin, että meillä on tarpeeksi voimaa kevyen auton kiihdyttämiseksi melko nopeasti - mutta ehkä ei niin nopeasti kuin 0–60 neljässä sekunnissa. Kuka todella tarvitsee tällaista kiihdytystä? Suurin osa kaasukäyttöisistä autoista ei tule lähelle."
Sähköautojen suosio kasvaa, mutta lataus on monivuotinen asia. Tesla, jonka malli S on Amerikan myydyin sähköauto, luottaa määränpään latausasemien verkkoon, jossa kuljettajat voivat suunnitella olevansa useita tunteja tai yön yli, tai ylilatausasemille, jotka lataavat autot noin 30 minuutissa. Mutta riippuen minne ajat, näitä asemia voi olla vähän ja kaukana toisistaan. Esimerkiksi valtavilla Länsi-osavaltioilla, kuten Kansas ja Missouri, on vain kourallinen. Tämä tarkoittaa, että pitkän matkan tiematka Teslassa vie huolellisen suunnittelun. Pelko, että varaus loppuu kaukana latausasemasta, on niin yleinen sähköautojen kuljettajien keskuudessa, että se sai jopa nimen: "ahdistusalue".
Cushmanin mielestä huoltoasemat muuttuvat akkujen polttoaineiksi, kenties yksi pumppu kerrallaan kysynnän kasvaessa. Asemat voisivat käyttää olemassa olevaa infrastruktuuriaan ja kuljetusketjuaan elektrolyyttinesteeseen.
"Öljy-yhtiöt eivät halua nähdä kaikkia polttoasemiaan tien varrella", Cushman sanoo. ”Voimme pumpata elektrolyyttejämme olemassa olevien putkistojen kautta. Ei ole mitään vaarallista; se kaikki on biohajoavaa. ”
Käytetyt elektrolyytit voitaisiin heittää polttoaineasemien varastosäiliöihin ja kuljettaa jalostamoon, mieluiten sellaiseen, jonka voimanlähteenä on puhdas aurinko- tai tuulienergia. Siellä se voitiin jälleenrakentaa ja lähettää takaisin takaisin huoltoasemille.
"Se on suljetun silmukan järjestelmä", Cushman sanoo.
Cushman ja hänen tiiminsä, jotka ovat perustaneet Ifbattery LLC -nimisen yrityksen markkinoimaan tekniikkaa, keskustelevat parhaillaan armeijan kanssa akkutekniikan käytöstä hiljaisten, salamyhkäisten ajoneuvojen virran tuottamiseksi, joilla on vähän lämmön allekirjoitusta houkutellakseen vihollisen huomiota. He haluavat myös rakentaa suurempia prototyyppejä ja työskennellä yhteistyökumppaneiden kanssa paristojen saattamiseksi lopulta siviilimarkkinoille. Cushmanin mielestä on "merkittävä mahdollisuus", että tekniikka on laajalle levinnyttä Amerikan teillä vuosikymmenen aikana, mutta epäröi tehdä ennusteita.
Vaikka siellä on erilaisia virtaparistotekniikoita, he ovat kamppailleet tullakseen markkinoille ja kun he tekevät, heillä on ollut vaikea kilpailla paljon vakiintuneempien litium-ioni-akkujen kanssa. "Virtaparistojen ongelman [P] taite on, että suurin osa tähän mennessä tapahtuneista edistyksistä on ollut laboratoriossa", kirjoittaa Peter Maloney Utility Dive -lehdessä, joka kattaa apualan teollisuuden. "Toisaalta litium-ioni-akkuilla on pitkä kokemus kentän asennuksista kaikessa tietokoneista ja älypuhelimista sähköajoneuvoihin ja megawatin mittaisiin verkkoon liitettyihin varastointitiloihin."
Mutta Cushmanin kaltaiset edistykset voivat muuttaa yhtälöä. Hinta on myös tekijä - aiemmissa virta-akkuissa on yleensä käytetty suhteellisen kalliita metalleja, kuten vanadiinia. Cushmanin akku käyttää vettä, etanolia, suolaa ja halpaa alumiinia tai sinkkiä.
"Minun vastuullani oli kemian suorittaminen", Cushman sanoo. "Se on nyt vain pieni askel kaupallisesti kannattavan tuotteen valmistamiseksi."
