Nästa generationsbatteri

Batterierna blir mer energieffektiva för varje år och jag räknar med att utvecklingen verkligen tar fart i år med Tesla 3. För närvarande drivs teknikutvecklingen främst av fordonsindustrin där Tesla. Tesla bygger en jättefabrik för batteritillverkning - Giga Factory. Produktionshallen och drivas av enbart energi från solceller och vindkraftverk. Samt att batterierna kommer att bli 5 procent mer energieffektiva och 8 procent billigare varje år framöver.

Fler länder siktar på att ställa om sin energiproduktionen från fossila bränslen som kol, till förnybara energikällor som vindkraft och solenergi. Problemet är det inte finns ett effektivt sätt att lagra den producerade energin.

Vad blir näsat generationsbatteri? Kommer litium kanske inte behöves nästa generation?

Läste nyligen om företaget Ionic Materials har skapat ett icke exploderande batteri som sägs ha lagrings kapasitet dubblet hög som dagens battrier litiumbatteri. Vilket låter väldigt intressant eller för bra för att vara sant? Håller Tesla eller någon annat företag på utveckla super batteri?

Extern länk: Ionic Materials

De flesta koncept har förr eller senare blivit kommersiella. Kanske inte i den form de uppfanns men något av det har använts. Det är ju vad utveckling handlar om. Man hittar något nytt som gör något men en annan del är inte utvecklad för att använda just den teknologin utan allt får ligga och jäsa några år.

Att batteriutvecklingen ska fortsätta många år till är helt klart. Nanoteknologin är i sin linda.

Man har läst så mycket om olika batteri tekniker genom åren och ingen (om dessa super duper) har blivit något kommersiellt...

Men jag måste hålla med Bongoman. Nanoteknologi kan vara ett lyft. Det kan göra en skillnad.

Hur som helst, Gigafactory! grymt!

Blir lite som Apple gör sina egna ARM varianter för att passa deras OS. Det är ingen bättre ARM processor på någotvis men den är skräddarsydd efter deras behov/OS.

Det kommer troligen göra Teslas bilar ännu bättre än vad dom är idag även om det inte är super ny revolutionerande teknik i sig. Och det är vad som behövs. Inte för att Teslas bilar är på något sätt dåliga, men dom kan alltid bli bättre :-)

John Goodenough, han som man brukar säga tog fram det litiumjonbatteri vi använder idag, presenterade, trots sin orimligt höga ålder, med sitt forskarlag, ett nytt solid state-batteri med tre gånger så hög energitäthet som klarar fler laddcykler och kan laddas på bara några minuter och där litiumet bytts ut mot natrium för några månader sedan.

Om/när det går att masstillverka till rimlig kostnad är förstås en annan fråga.

Alla de här "framtidsjournalisterna" vet inget om termodynamik, förmodligen inte Elon Musk heller (*).
Termodynamiken bestämmer med exakthet hur mycket energi man kan få ut per kilogram reaktivt material inne i ett batteri. Och det finns tabeller på alla upptänkliga möjliga kemiska reaktioner man kan använda och dess energipotential.

Det finns helt enkelt inte så mycket bättre reaktionssystem än vad som redan har upptäckts

Så med avseende på energitäthet så lär man aldrig med batterier komma i närheten av vad vanliga kolväten tex dieselolja eller bensin eller för den skull rent kol kan åstadkomma.

Helt enkelt för att även batterireaktionerna inuti batterierna också är en kemisk process som omvandlar kemisk energi till elektrisk.

Det är väl klart att man kan använda exotiska reaktioner för att få mycket energi, men de använder i så fall ofta explosiva material, eller giftiga, eller både och. Eller svindyra som med ädelmetlaller. Tex en reaktion med Rutenium eller Osmium har kapacitet att ge mycket energi per volymsenhet, men räknat per vikt så blir det tvärtom ganska dåligt.

Nackdelar med att använda väldigt energirika material är också den att batterihöljet kan förstöras, och då i form av bränder, explosioner mm.

Så sorry, jag vill inte vara glädjedödare, men jag tror inte att batteritekniken kommer att förbättras i det oändliga - det finns som sagt ett "övre tak" som man inte kan överskrida.

Nanoteknik vilket ju bara är ett modeord, har sedan länge varit inkorporerat i alla batterier sedan hedenhös.

Om nu inte folk ändrar sin uppfattning om kärnkraft, och vill ha en liten reaktor i tex bilen eller i källaren.

Ryssarna byggde ju sk RTGs under 1960-1970-talet till att driva fyrar uppe i Arktis. En del av dem fungerar tydligen ännu idag och ger ström, 40-50 år senare. Dessa är dock stora klumpiga konstruktioner, och inget man kan ha i en mobtfn direkt.

(*) Förmodligen känner Elon Musk till en del av termodynamikens begränsningar, och därmed även att möjlig högsta batterikapacitet är begränsad. Men han vill ju sälja sina grunkor så det lär han hålla tyst om skulle jag tro...,
typ...

Och vi har en bra bit kvar till vi når dessa gränser. Det är klart förbättringar inte kan fortsätta i all evighet, men en bra bit kvar till några teoretiska gränser har vi. Jag är övertygad om att även Musk är medveten om detta.
Å andra sidan är elmotorn effektivare än en förbränningsmotor.
Aluminium-luft om du vill ha hög energitäthet utan exklusiva material. Ingen har mig veterligt klurat ut hur man skall göra ett sådant batteri uppladdningsbart utan man får ta ut aluminiumoxiden och processa om den till nytt aluminium, men räckvidden man får med en sådan bil är enorm.

Ja fast så jäkla långt borta är de ju inte, begränsningarna alltså. Även batteriets stödjestruktur väger ju också några kilogram och deltar ju inte i elektrodreaktionerna, Vad väger dieselbränsletanken då ? Inte många kilogram där inte...

Ja fast om man vill vara elak emot elbilsfantasterna så kan man ju räkna verkningsgrad på hela kedjan i elenergi med avseende på elbil, dvs
kraftverk - elnät - likriktare/laddare - batteri, batteri - växelriktare - elmotor - växellåda - drivhjul

Bara underhållsladdningen av alla elbilar i framtiden kommer att dra sina modiga Mega Watts.

Dessutom som på större fartyg så drar man nytta av spillvärmen, tex ibland har man avgaskondensor mm. Så man bryr sig inte så noga om verkningsgraden men generellt sett så byggs de för att ge max verkningsgrad vid marscheffekt/marschhastighet. Men de måste också byggas robustare än andra motorer eftersom de inte får haverera under drift



Ja det finns ju en del intressanta system av reaktioner som är potentiellt energirika. Men man måste ju som sagt också hitta på metoder så att man kan ta ut elektronerna ur processen. Och dessutom helst undvika för mycket värmeutveckling inne i batteriet.
Analogt med Aluminium - Luft/Syre så kan man ha tex grafit/Kol - Syre, men då är vi tillbaks på det fossila spåret igen.
Men grafit - Syre reagerar inte vid NTP något nämnvärt. Någon lär ha testat med bla UV-ljus för att "aktivera" grafiten, men det gick väl åt för mycket ström till UV-ljuset ? Minns ej hur det var

Det är ett mycket intressant problem men som jämförelse så kan man ju ta cellmetabolismen som istället sker i många små steg. Det intressant dära är ju ATP/ADP-systemet med en liten energipotential för varje steg.

OT: Om Tesla Model S så tycker jag inte att det är en vidare praktisk bil, den rymmer ju inte mycket, en relativt liten bil. En nackdel med den är dess köregenskaper på grusväg, det stora vridet ställer ju till det, Men så är det ju för alla bilar med mycket vrid. Man skulle ju nog tycka det vara skoj att köra rally med den, eller tex isracing, men den är inget vidare tålig heller.

Men en sak är lite konstig, man tycker man skulle känna mer av en lyxbilskänsla som i tex Mercedes, Audi, Bentley elr Cadillac med tanke på att Tesla är så dyr - men den känns inte så i Teslan. Lite väl plastig på något sätt.

En sak är väl kul - att omkörningar är ju en baggis just genom att vridet kommer på en gång.

Skulle ju vara lite spännande om de kan hitta på en supereffektiv kylning av elmotorn och tvinga mera effekt genom den ?