Elbilers framtid handler om energi

Elektrisk drift i transport blir større og større

Batterier er selvsagt av stor viktighet for elbiler, for her bestemmes pris, rekkevide og levetid. Batterier av porøs grafén eller superkondensatorer kan bli det neste store for elbiler. Batterier er det vi tenker mest på nå, men det er en av flere muligheter, for energien kan også plukkes opp via induksjon fra magnetiske felt. Her er ennå ikke praktiske løsninger funnet. Energitetthet i framtidige batterier er det store tekniske punktet for bilbatterier.

Nesten alle bilprodusentene har elbiler, og flere kommer og samlet bygger de gradvis opp sin andel av bilparken. Elsykler er hete, men merkelig nok er ikke busser, motorsykler og båter elektriske ennå. Det finnes elektriske ferjer her i landet, fraktebåter, lastebiler og busser foreligger som prototyper. Mentale hindringer synes å være årsaken til at det går sent fremover.

Grafén kan bli nyttig for mange her superleder

Bilbatterier er i dag store pakker med litium-ion batterier, og de regnes for de mest energitette. Batteriet har høy spenning per celle, omtrent 3.6 volt, lades med noe høyere spenning og de har et gunstig vekt/kapasitet forhold.

De tåler hyppig og delvis lading, mister noe av futten etter noen år, men regnes for å være stabile. Batteriene i biler er store pakker med en samlet spenning på rundt 400 volt, flere hundre celler, og de veier hundrevis av kilo.

Elektriske biler er virkelig i framgang, men mange av reglene er antikke - eksempelvis hestekraft- og luksusavgifter - og fornuft trengs. Bilenes rekkevidde øker stadig, og maksimum har nå passert omkring 300 kilometer.

Faraday Future elektrisk drevet konseptbil med 1000 hester og hjelm med vann og surstoff til sjåføren

Det forskes voldsomt på nye batterier: litium-ion, litium-ion-fosfat celler, natrium-svovel batterier, litium-polymer og andre. Klarer man å få opp energitettheten og prisen ned er det store gevinster å hente.

Redusert ladetid er gull verdt. Li-Io batterier lader så langsomt at bilens rulle-energi ikke kan brukes til å lade batteriene når det er mulig ved fri rulling.

Kjapp superlading

Men også batteriene får nå konkurranse fra superkondensatorer eller supercapacitors. Det er kjente prinsipper, men det har vært praktiske problemer. En koreansk produsent mener de har en løsning som er basert på grafén, og de har greidd å lagre mye energi - nesten like mye som i et Li-Io batteri.

Tesla ladestasjoner bygges ut i bra fart over hele området der bilene selges, her Shanghai. Fra sol til batteri i ladestasjon til batteri bilene. Bra konsept.

Grafén "batteriet" er en kondensator

Grafene er et material som er kommet på banen i form av en super-kondensator (supercapacitor). Der konvensjonelle batterier ikke kan ta i mot bremse-energien kan grafén-kondensatoren lades på 16 sekunder og kan lagre nesten like mye energi som Li-Io batteriene.

nytt_norge_

Kondensatorbatterier vil gi en ny utvikling for elbiler - mer futt, raskere lading.

Grafén er kullstoff karbon

Grafén er en karbonmodifikasjon som ble framstilt første gang i 2004, og der karbonatomene er bundet i et todimensjonalt plant nett med struktur som i grafitt. Grafén har vist seg å ha mange interessante egenskaper både mekanisk og elektronisk.

Batteripakken i bånn er tung, men gir gode kjøreegenskaper med lavt tyngdepunkt.

Det er laget en svært porøs form for grafén som har en enorm intern overflate. Ett gram av stoffet har en overflate som en håndballballbane, og det har derfor plass til mye elektrolytter slik at en stor ladning kan holdes. For tiden er det 64 watt-timer per kilo, med en strøm på 6 ampere. LI-io batterier har en tetthet på 200-300 watt-timer per kilo. Ladingen er også god etter 10.000 gjentakelser og 16 sekunders ladetid.

Det er interessante tider. Superkondensatorer kan kanskje drive fly, jernbane og mer.

Flytende metallbatterier er en annen opsjon - les her om Ambri. Dette er det eneste batteriet hvor alle de tre aktive komponentene er i flytende form når akkumulatoren brukes. De to flytende elektrodene er adskilt fra hverandre av en smeltet saltelektrolytt, og elektrodene flyter oppå hverandre på grunn av tetthetsforskjeller og ikke-blandbarhet. Systemet opererer ved en forhøyet temperatur som opprettholdes ved selvoppvarming under lading og utlading. Resultatet er et lagringssystem eller batteri med lav pris og lang levetid.

Porsche blir snart elektrisk.