יוצקים כדי להטעין את הרכב החשמלי שלך

דמיין לעצמך להעלות לתחנת דלק, לפתוח את הטנק שלך ולשלוף את הזרבובית של מתקן הדלק. אבל במקום גז, יוצא תערובת של מים ואלכוהול. במקום למלא את מיכל הדלק שלך, התערובת טוענת את סוללת המכונית החשמלית שלך - באופן מיידי.

תוכן קשור

• חמש שאלות שעליכם להיות בעלות על בנק הסוללות החדש המופעל על ידי טסלה בקליפורניה

זהו חלומו של ג'ון קושמן, מדען מאוניברסיטת פרדו, שפיתח סוללה "נטענת מיידית" למכוניות חשמליות. השיטה של ​​קושמן משתמשת במים, אתנול (אותו סוג אלכוהול שתמצאו במשקאות אלכוהוליים), מלח ומתכות מומסות. זה יאפשר לבעלי מכוניות חשמליות להטעין את מכוניותיהם במהירות ובקלות, תוך שימוש בתחנות דלק קיימות שהוסבו לתחנות טעינה של סוללה.

"ניסינו למצוא דרך סביבתית וחסכונית להניע רכבים ניידים כמו מכוניות ומשאיות ומכוניות גולף, ולעשות זאת בצורה שלא תצטרך לשבת שם ולחבר את המכונית שלך למשך X מספר שעות, קושמן אומר.

הסוללה היא דוגמא ל"סוללת זרימה ", המשתמשת בשני תרכובות כימיות המומסות בנוזלים ליצירת צדדים טעונים באופן חיובי ושלילי. הנוזלים מוזרמים לתא סוללה שממיר את האנרגיה הכימית לאנרגיה חשמלית. בדרך כלל, סוללות זרימה משתמשות בקרומים כדי להפריד בין שני הנוזלים. אולם הסוללה של קושמן משתמשת במים ואתנול, ובמלח בכדי להכריח את המים ואתנול להיפרד לשתי שכבות, ללא צורך בקרום. זה נותן לסוללה יתרון על פני סוללות זרימה מסורתיות, טוען קושמן, מכיוון שממברנות הן לרוב החוליה החלשה.

"ממברנות נוטות להישבר, וכשהן נשברות את מכנסי הסוללה החוצה, " הוא אומר.

שיטה זו מאפשרת לבנות מערכת עם מספיק אנרגיה בנפח כדי להניע מכונית.

"אני לא יודע אם אנחנו יכולים להתאים את מה שיש להם בסוללות ליתיום, אבל אנחנו לא חייבים, " אומר קושמן. "אנו למעשה מאמינים שיש לנו מספיק כוח בכדי להאיץ מכונית קלה די מהר - אבל אולי לא במהירות כמו 0 עד 60 בארבע שניות. מי באמת צריך סוג כזה של תאוצה? רוב המכוניות המופעלות על הגז לא מתקרבות."

בעוד מכוניות חשמליות צומחות בפופולריות רבה, טעינה היא סוגיה רב שנתית. טסלה, שדגם S שלה היא המכונית החשמלית הנמכרת ביותר באמריקה, מסתמכת על רשת של תחנות טעינה ביעד בהן הנהגים יכולים לתכנן להיות במשך כמה שעות או לילה, או תחנות מטען-על אשר גובות מכוניות תוך כ -30 דקות. אבל תלוי לאן אתה נוהג, תחנות אלה יכולות להיות מעטות ורחוקות בין. למדינות עצומות במזרח התיכון כמו קנזס ומיזורי יש רק קומץ, למשל. המשמעות היא שנסיעת כביש למרחקים ארוכים בטסלה דורשת תכנון מדוקדק. החשש להיגמר מהתחנה הרחק מתחנת טעינה כל כך נפוץ בקרב נהגי מכוניות חשמליות, ואפילו יש לו שם: 'חרדת טווח'.

קושמן רואה לעצמו תחנות דלק שהופכות לתחנות דלק סוללות, אולי משאבה אחת בכל פעם שהביקוש מתרומם. תחנות יכולות להשתמש בתשתית וברשת התחבורה הקיימת שלהן לנוזל האלקטרוליט.

"חברות הנפט לא רוצות לראות את כל תחנות הדלק שלהן שהושארו לצד הדרך", אומר קושמן. "אנחנו יכולים לשאוב את האלקטרוליטים שלנו דרך הצינורות הקיימים. אין שום דבר מסוכן; הכל מתכלה. "

ניתן להשליך את האלקטרוליטים שהוצאו במיכלי אחסון בתחנות דלק ולהעבירם לבית זיקוק, באופן אידיאלי כזה המונע על ידי אנרגיית שמש או אנרגיה נקייה. שם, ניתן לשחזר אותו ולהעביר אותו ישר לתחנות דלק.

"זו מערכת לולאה סגורה", אומר קושמן.

קושמן וצוותו, שהקימו חברה בשם Ifbattery LLC כדי למסחור את הטכנולוגיה, מנהלים בימים אלה שיחות עם הצבא על השימוש בטכנולוגיית הסוללה בכדי להניע כלי רכב שקטים וחמימים עם מעט חתימת חום כדי למשוך את תשומת ליבם של האויב. הם גם מחפשים לבנות אבות-טיפוס גדולים יותר ולעבוד עם שותפי ייצור כדי להביא בסופו של דבר את הסוללות לשוק האזרחי. קושמן חושב שיש "אפשרות משמעותית" שהטכנולוגיה תהיה נפוצה בכבישים אמריקנים בעוד עשור, אך מהסס לחזות.

למרות שיש מגוון טכנולוגיות סוללות זרימה, הן נאבקו לצאת לשוק וכאשר כן, הן התקשו להתמודד עם סוללות הליתיום-יון המבוססות הרבה יותר. "[P] אומנות הבעיה עם סוללות זרימה היא שרוב ההתקדמות עד כה הייתה במעבדה, " כותב פיטר מלוני ב- Utility Dive, עלון שעוסק בענף השירותים. "לעומת זאת, סוללות Li-Ion הן בעלות תיעוד ארוך של התקנות בשטח בכל מהמחשבים והטלפונים החכמים ועד כלי רכב חשמליים ומתקני אחסון המחוברים לרשת מגה-וואט."

אבל התקדמות כמו זו של קושמן עשויה לשנות את המשוואה. המחיר יהיה גורם גם כן - סוללות זרימה קודמות נטו להשתמש במתכות יקרות יחסית כמו ונדיום. הסוללה של קושמן משתמשת במים, אתנול, מלח ואלומיניום זול או אבץ.

"האחריות שלי הייתה לעשות את הכימיה, " אומר קושמן. "זה רק צעד קטן ליצור מוצר בר-קיימא מבחינה מסחרית."