باتری آلومینیوم-هوا چیست و چگونه کار می‌کند؟
خودروهای برقی روز به روز محبوب‌تر می‌شوند، اما در این میان، برخی از مصرف‌کنندگان نگران دوام باتری‌های لیتیوم یونی این خودروها هستند. به همین دلیل، در حال حاضر مبالغ هنگفتی صرف ساخت باتری های جدید می شود. یکی از این فناوری ها باتری آلومینیوم-هوا است که مزایای جذابی را برای خودروهای الکتریکی ارائه می دهد. اما آیا این باتری ها واقعا مفید هستند یا فقط در مورد هیچ چیز غوغا می کنند؟
باتری آلومینیوم-هوا چیست؟
وسایل نقلیه الکتریکی بسیار مهم شده اند زیرا مزایای قابل توجهی به همراه دارند. اما همانطور که گفتیم نگرانی ها در مورد ایمنی و عمر باتری های لیتیوم یونی تا حدی جلوی رشد بازار این خودروها را گرفته است. اگرچه باتری‌های لیتیوم یونی در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته‌اند، اما در نهایت خودروهای مبتنی بر این باتری‌ها می‌توانند تا ۶۵۰ کیلومتر را با یک بار شارژ طی کنند.
از مهم ترین نقاط ضعف خودروهای برقی می توان به روش شارژ اشاره کرد که معمولا زمان زیادی می برد و به همین دلیل چالش های زیادی را در سفر به وجود می آورد. اما باتری های آلومینیوم-هوا می توانند بسیاری از این مشکلات را حل کنند زیرا نیازی به شارژ ندارند.
مفهوم این باتری ها به دهه 1960 برمی گردد. اما در آن زمان چون الکترولیت استفاده شده خطرناک و سمی بود، امکان استفاده از این باتری برای مقاصد تجاری وجود نداشت. اما در سال 2001، ترور جکسن، افسر مهندسی نیروی دریایی بریتانیا، تصمیم گرفت این باتری ها را برای استفاده تجاری ایمن کند.
باتری آلومینیوم-هوا چگونه کار می‌کند؟
باتری های فعلی خودروهای الکتریکی دارای دو الکترود کاتد و آند هستند که از مواد مختلف ساخته شده اند و یک الکترولیت بین آنها وجود دارد. هنگامی که از باتری استفاده می شود، یون ها از آند از طریق الکترولیت به کاتد جریان می یابند. در طول شارژ، یون ها در جهت مخالف آند جریان می یابند.
باتری‌های آلومینیوم-هوا مانند پیل سوختی عمل می‌کند. به طور مشخص برای آند از آلومینیوم و برای کاتد از اکسیژن استفاده می‌شود. در نتیجه این نوع باتری‌ها چگالی انرژی بسیار بالاتری ارائه می‌دهند. آند با اکسید شدن آلومینیوم الکترون‌ها را آزاد می‌کند و در حالی که کاتد اکسیژن را کاهش می‌دهد، الکترون‌های بیشتری آزاد می‌شوند و در نتیجه انرژی الکتریکی تولید می‌شود. در نهایت یک پودر سفید روی آند تشکیل می‌شود.
مزایا و معایب باتری‌های آلومینیوم-هوا
آلومینیوم سومین منبع طبیعی فراوان در پوسته زمین است و فراوان ترین فلز در نظر گرفته می شود. بنابراین تا سال ها با مشکل کمبود این فلز مواجه نخواهیم شد. آلومینیوم یک فلز نرم در نظر گرفته می شود و برخلاف لیتیوم پایدار است. همچنین باید به ارزان بودن، آلودگی کمتر محیطی، سمی نبودن و قابلیت بازیافت زیاد آن اشاره کرد.
همانطور که قبلاً گفتیم، این نوع باتری قابل شارژ نیست. همچنین با توجه به اینکه فلز نقره نقش مهمی در این باتری ایفا می‌کند، هزینه‌های تولید باتری آلومینیوم-هوا تا حد زیادی تحت تاثیر قیمت نقره قرار دارد.
مشکلات باتری‌های لیتیوم-یون
باتری های لیتیوم یون از مواد لیتیوم، نیکل و کبالت استفاده می کنند که فلزات کمیاب هستند و فقط در نقاط خاصی از جهان یافت می شوند. در حال حاضر خودروهای برقی تنها 6 درصد از بازار خودرو را تشکیل می دهند و حتی در حال حاضر نیز مقدار زیادی از این فلزات استخراج می شود. بنابراین اگر سهم بازار این خودروها به 50 یا حتی بیشتر برسد، قطعا چالش های بیشتری در این زمینه وجود خواهد داشت. از دیگر معایب این نوع باتری ها می توان به گرانی، ناپایداری لیتیوم و اثرات منفی گسترده بر محیط زیست اشاره کرد.
تعویض باتری در برابر شارژ کردن
با توجه به اینکه باتری های آلومینیوم-هوا قابل شارژ نیستند و باید تعویض شوند، باید مزایا و معایب تعویض را در مقابل شارژ مجدد در نظر بگیریم. برخی از شرکت ها تخمین زده اند که کل فرآیند تعویض باتری آلومینیوم-هوا خودرو تنها حدود 3 دقیقه طول می کشد. گفته می شود باتری های آلومینیوم-هوا حدود 8700 کیلومتر دوام می آورند.
اما سوال اصلی این است که چرا خریدار ترجیح می دهد به جای شارژ باتری آن را تعویض کند. در ابتدا باید به دوام بسیار بالاتر باتری های آلومینیوم-هوا اشاره کرد. این بدان معناست که کاربران باید پس از استفاده طولانی مدت از خودرو به تعویض آن نیاز پیدا می‌کنند. به علاوه در نهایت هزینه تعویض این باتری ها بسیار کم و در نتیجه جذابیت آن ها دوچندان خواهد شد.
آیا باتری‌های آلومینیوم-هوا فراگیر می‌شوند؟
در حال حاضر نیز امکان استفاده از این باتری ها برای خودروهای برقی وجود دارد. اما هنوز گزینه محبوبی به حساب نمی آید، اما تا آن زمان می توان از آنها به عنوان باتری های پشتیبان برای باتری های لیتیوم-یون استفاده کرد، بنابراین اگر شارژ باتری به نیمه رسید، می توان از این باتری پشتیبان برای ادامه سفر استفاده کرد.
در نهایت، این فناوری ها در حال باز کردن آغوش خریداران خودروهای الکتریکی هستند و این به نفع همه است. به لطف این نوآوری ها، در آینده نزدیک شاهد خودروهای برقی بیشتر و بیشتری خواهیم بود.
به صفحه اصلی تیزرینگ سر بزنید
