L’energia di u microonde puderia risolve u prublema più grande di i EVs

Di Alex Kimani di Oilprice.com

U mese scorsu, grandi zone di i Stati Uniti s'affaccavanu cù friddi di u ventu sottu à zero, chì l'aria congelata da l'Articu hà stabilitu temperature record-bassu chì lascianu decine di persone morti, creendu una dumanda d'energia record è sbattu l'electricità à decine di millaie in u nordu. – punente. U clima frigidu hà avutu un'altra cunsequenza imprevista: hà espunutu quantu i veiculi elettrici sò vulnerabili à e basse temperature, cù parechji cunduttori di EV lasciati bloccati dopu chì i so veiculi si sò prematuramente mancati di sucu.

Sicondu l'Associazione Americana di l'Automobile (AAA), un EV pò perde finu à u 12% di u so intervallu quandu a temperatura scende à 20 gradi, è finu à u 41% si accende u riscaldatore di cabina. In altri palori, per ogni 100 milla di guida urbana / autostrada cumminata à una temperatura di 20 ° F, l'autonomia di un EV scende à 59 miles. A perdita di gamma per via di e basse temperature varieghja secondu u mudellu EV, cù una BMW 13s chì media 20.4% di riduzzione in a gamma à 21 F in scenarii HVAC on/off combinati; Tesla Model S 75D perde 11,3% mentre un Volkswagen 3-golf vede un deterioramentu di 6,9%. E batterie EV funzionanu menu efficaci in cundizioni freti mentre i tempi di carica ponu duppià o ancu triplicatu per i vechji EV.

Per furtuna, una suluzione utile puderia esse intornu à u cantonu: i ricercatori di l'Università di Birmingham stanu travagliendu in un sistema di almacenamentu d'energia chì combina l'energia di microonde è una pompa di calore chimica per pruduce riscaldamentu o rinfrescante nantu à dumanda.

Duppiatu e-Thermal bank , u sistema hè cuncepitu cum'è una fonte d'energia secundaria per i EVs chì ponu sfruttà l'electricità per guidà un sistema termochimicu à alta densità (1600Wh / Kg). U bancu termale hè "caricatu" à a stazione di ricarica EV utilizendu energia di microonde per dissociate un paru di travagliu solidu-vapore.

Durante a scaricamentu, u prucessu hè invertitu alimentandu u vapore in un reactore per generà calore, mentre chì a fase opposta usa un evaporatore per generà rinfrescante simultaneamente. In effetti, stu prucessu di carica almacena l'energia di microonde in a vittura, in u bancu e-Thermal.

"Avemu u scopu di scaricà queste attività di gestione termale in un prucessu guidatu da microonde. U microonde hè un metudu di riscaldamentu veloce, perchè i microonde penetranu uniformemente à traversu i materiali è cusì furnisce l'energia uniformemente in u corpu di u materiale ", hà dettu u prufessore Yongliang Li, chì hè catedra in Ingegneria di l'Energia Termale in a Scola di Ingegneria Chimica di Birmingham, cum'è informatu da Coolingpost. .com.

U costu di l'energia pò esse minimizatu da l'accoppiamentu cù un metru intelligente per carricà u sistema quandu l'energia hè economica, è l'energia almacenata pò esse usata in ogni mumentu. Prevemu chì rimpiazzendu HVAC cunvinziunali è possibbilmente una piccula parte di u pacchettu di batterie, i banche e-Thermal furnisceranu un cuntrollu efficiente di a temperatura di a cabina è una estensione di gamma finu à u 70%, à un costu più bassu cà l'aumentu di a capacità di a batteria ", hà aghjustatu Li.

L'Università di Birmingham Enterprise hà digià presentatu una dumanda di patente per u sistema bancariu e-Thermal è cerca partenarii cummirciali per a cullaburazione di licenza o co-sviluppu.

Aumentà a capacità di a batteria EV

U bancu e-Thermal di l'Università di Birmingham sona cum'è un modu simplice ma efficace per aumentà l'autonomia di guida EV. I scientisti in ogni locu anu travagliatu nantu à e tecnulugia destinate à rinfurzà a capacità energetica di e batterie EV.

U prufessore Soojin Park, u candidatu di PhD Minjun Je è u duttore Hye Bin Son da u Dipartimentu di Chimica di l'Università di Scienza è Tecnulugia di Pohang (POSTECH) hà sviluppatu una batteria Li-ion d'alta densità d'energia utilizendu particelle di micro siliciu è elettroliti di polimeru di gel chì aumenta a densità di energia di a batteria di 40%.

Utilizà u siliciu cum'è materiale di bateria presenta parechje sfide. Prima di tuttu, u silicuu aumenta in u voluminu più di trè volte durante a carica, poi torna à a so dimensione originale mentre si scarica, affettendu negativamente l'efficienza di a batteria.

Impiegazione di siliciu nano-sized (10-9m) risolve u prublema; sfurtunatamenti, u prucessu di pruduzzione ùn hè micca solu assai cumplessu, ma ancu astronomically caru, rendendu impracticable per batterie cummerciale. U squadra di ricerca di POSTECH hà riesciutu à sviluppà un sistema di batterie ecunomicu ma stabile basatu in silicone utilizendu elettroliti polimeri di gel. A cuntrariu di l'elettroliti liquidi convenzionali, l'elettroliti di gel esistenu in un statu solidu o di gel in una struttura di polimeru elasticu chì mostra una stabilità megliu cà i so elettroliti liquidi.

I scientisti anu impiegatu un fasciu di elettroni per furmà ligami covalenti trà elettroliti di gel è particelle di micro-silicu. Questi ligami covalenti dispersanu u stress internu causatu da l'espansione di u voluminu, alleviendu i cambiamenti in u voluminu di u micro siliciu è rinfurzendu a stabilità strutturale.

U risultatu hè stata rimarchevule: a nova batteria mostra un rendimentu stabile ancu cù particelle di micro siliciu (5μm), centu volte più grande di quelli utilizati in l'anodi tradiziunali di nano-siliconu. A più bona parte: a nova batteria hà una densità di energia 40% più altu ch'è e batterie li-ion cunvinziunali. Inoltre, u prucessu di fabricazione simplice facilita a so cummercializazione.

Quì in i Stati Uniti, u Laboratoriu Naziunale di Argonne di u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti hà sviluppatu una batteria di lithium-air chì usa un elettrolitu solidu chì puderia potenzialmente aumentà a densità di energia di a batteria finu à quattru volte sopra à e batterie Li-ion.

"Per più di una dicada, i scientisti in Argonne è in altrò anu travagliatu l'ora extra per sviluppà una batteria di lithium chì face usu di l'ossigenu in l'aria. A batteria di lithium-air hà a più alta densità di energia prughjettata di qualsiasi tecnulugia di batterie chì hè cunsiderata per a prossima generazione di batterie oltre lithium-ion ", Larry Curtiss, un Argonne Distinguished Fellow, hà dettu l'annu passatu in una dichjarazione di stampa.