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鋁空氣電池:汽車加水就能跑?

發(fā)布時間: 2015-05-15 09:46:10    來源: 汽車材料網(wǎng)
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[摘要]3000公里,有多遠?相當(dāng)于從杭州自駕到麗江。如果駕駛汽油燃料汽車,這趟旅程的油費成本在2000元左右,如果駕駛電動汽車,能源成本或許會大大下降。不過,這可能嗎?

 

  3000公里,有多遠?相當(dāng)于從杭州自駕到麗江。如果駕駛汽油燃料汽車,這趟旅程的油費成本在2000元左右,如果駕駛電動汽車,能源成本或許會大大下降。不過,這可能嗎?

  這在理論上將是可行的。日前,美國鋁業(yè)公司與以色列Phinergy公司在蒙特利爾向大眾展示了這樣一種具有超級續(xù)航能力的電池技術(shù):100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量,只需每月加注清水。相比之下,特斯拉ModelS的電池超過500公斤,而行駛里程不到500公里。

  鋁空氣電池真的只需加水就能續(xù)航?為何在電動汽車發(fā)展中,鋰離子電池成功超越鋁空氣電池,它的技術(shù)瓶頸在哪里?未來,鋁空氣電池能否取代鋰離子電池……近日,記者就電池未來新技術(shù)采訪了浙江吉利汽車研究院電動汽車研發(fā)高級項目經(jīng)理杜志強、車載電池系統(tǒng)高級工程師陳濤。

  多用于應(yīng)急電源

  “鋁空氣電池并不是傳統(tǒng)意義上用于多次存儲電能的電池,而是一種釋放電能的化學(xué)反應(yīng)裝置。”陳濤說,它的工作原理就是活性金屬在水中發(fā)生氧化反應(yīng)釋放能量的過程——通過電解液及特殊的電極材料,將釋放的能量以電能的形式輸出。

  通俗點說,對于鋁空氣電池來說,其中的活性金屬就是鋁,類似的還有鋅空氣電池、鎂空氣電池等,只是根據(jù)金屬的活性(在水或空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)的劇烈程度)不同,所使用的電解液及其他輔助材料略有不同而已。

  “‘只需加注清水’只是在電池的生命周期內(nèi)而言的,本質(zhì)上消耗的物質(zhì)是鋁,而不是水。”陳濤稱,在電池工作過程中,源源不斷地輸出電能,金屬鋁也在源源不斷地被氧化而消耗,生成氫氧化鋁,產(chǎn)生電能是以消耗含有化學(xué)能的鋁為條件的。“100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量”,行駛完3000公里后,電池的壽命就結(jié)束了,需要重新安裝,即補充金屬鋁。

  據(jù)介紹,鋁空氣電池早在20世紀60年代就已問世。但直到現(xiàn)在,它的研究多半還停留在理論階段,實際應(yīng)用的并不多。在國內(nèi),它的研究多集中于應(yīng)急電源;而在國外,科學(xué)家或研究某種電極材料,或研究特殊應(yīng)用場合的電池系統(tǒng),正試圖尋求鋁空氣電池應(yīng)用技術(shù)的突破。

  安全風(fēng)險待檢驗

  “使用不便是鋁空氣電池目前最大的瓶頸。”陳濤認為,除了較存儲電能的電池使用不便外,與其他氣體類的燃料電池相比也有諸多不便,比如氫燃料電池,可以將氫氣方便地加注、存儲、輸送至化學(xué)反應(yīng)裝置,但對于金屬固態(tài)物的鋁來說,顯然不方便。其次,副反應(yīng)較多、反應(yīng)過程不易控制,部分反應(yīng)生成物一定程度上阻礙反應(yīng)繼續(xù)進行,釋放大量熱,同時產(chǎn)生易燃易爆氣體。

  在電動汽車的研發(fā)路上,鋁似乎正在扮演更重要的角色。一個有意思的現(xiàn)象是,美國特斯拉電動汽車的續(xù)航能力能提高到300公里至400公里,使用的電池主要是鎳鈷鋁三元材料,而我國電動汽車則使用的是鎳鈷錳。其中的金屬之差,正是鋁。

  “特斯拉中采用的鋁材料,主要是應(yīng)用于可多次存儲電能的電池。它的作用是,提升電池的能量密度,同等重量的電池可以存儲更多電能,讓汽車的續(xù)駛里程更長。”陳濤認為,單從這一點來看,確實是一個突破。但由此帶來的安全風(fēng)險有待實踐的進一步檢驗。

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