Elbilers framtid handler om energi

Elektrisk drift i transport blir større og større

Batterier av porøs grafén kan bli det neste store for elbiler. Batterier er en av flere muligheter, for energien kan også plukkes opp via induksjon, men ennå er ikke praktiske løsninger funnet.

Nesten alle bilprodusentene har elbiler, og flere kommer og de bygger sikkert opp sin andel av bilparken. Elsykler er hete, men merkelig nok er ikke busser, motorsykler og båter elektriske ennå. Mentale hindringer synes å være årsaken.

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.

Grafén kan bli nyttig for mange her superleder

De tåler mye 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 er vel nå omkring 300 kilometer.

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.

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

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.

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.

Tesla ladestasjoner bygges ut i bra fart over hele området der bilene selges her Shanghai

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

De har 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 elektrolytt 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 med 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 om Ambri: It's the only battery where all three active components are in liquid form when the battery operates. The two liquid electrodes are separated by a molten salt electrolyte, and these liquid layers float on top of each other based on density differences and immiscibility. The system operates at elevated temperature maintained by self-heating during charging and discharging. The result is a low-cost and long lifespan storage system.

Porsche blir elektrisk snart