Álrafhlaða eykur drægni í 1600 km

Stórstígar framfarir virðast á næsta leiti í þróun rafhlaða fyrir rafmagnsbíla ef marka má viðtal á bandaríska vefnum Trib Live Business sem birt var fyrr á árinu. Fyrir nokkru var greint frá því hér að Nissan myndi bjóða langdrægari rafhlöðu í rafmagnsbílinn Leaf frá og með næstu áramótum. Nú virðist hylla undir nýja rafhlöðu sem Alcoa vinnur að þróun á með frumkvöðlafyrirtækinu Phinenergy.

Markmiðið er að láta álrafhlöðuna (e. Aluminum-Air battery) geyma mikið orkumagn og fæða þegar þörf er á lithium-ion aðalrafhlöðu bílsins og margfalda með þeim hætti kílómetradrægnina í allt að 1000 mílur, sem svarar til rúmlega 1600 km. Gangi það eftir má segja að álrafhlaðan fái svipað hlutverk og eldsneytistankurinn hefur í venjulegum bensín- eða dísilbíl.

Stefnt að 2020

Í samtali við Trib Live Business sagði Ray Kilmer tæknistjóri hjá Alcoa þá sem leið sem Phinernergy er að fara algera byltingu. Hann sagði hugmyndina í sjálfu sér ekki nýja en vísindamenn hefðu snúið baki við henni í kringum 1980 vegna þess að vísindamenn hefðu á þeim tíma ekki komið auga á lausn vandans, þá sem Phinernergy virðist nú hafa tekist. 

„Þetta er mjög áhugavert mál. Við teljum að þessi lausn sé rétta tækifærið til að gera álrafhlöðuna að veruleika,“ sagði Kilmer. Hópur fjölmargra vísindamanna og tæknimanna hjá Alcoa Technical Center í Bandaríkjunum starfar við verkefnið þar sem áfram er unnið að því að leysa ýmsar hindranir sem enn eru til staðar, bæði skipulagslegar og efnahagslegar því ein meginforsendan er auðvitað sú að hagkvæmt verði að fjöldaframleiða rafhlöðuna á verði sem markaðurinn samþykkir. Hjá Alcoa eru sem stendur vonar bundnar við að hægt verði að markaðssetja rafhlöðuna á næstu fimm árum eða upp úr 2020.

Umhverfismál í brennidepli

Kilmer segir að auk þess sem rafmagnsbílar muni öðlast umtalsvert meiri drægni með nýju rafhlöðunni skipti uppfinningin mjög miklu máli í umhverfislegu tilliti þar sem álrafhlaðan noti hvorki né framleiði koldíoxíð (carbon dioxide) og því hafi hún „neikvætt kolefnisfótspor,“ sem er jákvætt fyrir umhverfið. 



Uppfinningin kemur sér ekki síður vel fyrir evrópska bifreiðaframleiðendur sem þurfa að hafa minnkað losun koldóoxíðs nýrra bíla um 40% fyrir árið 2021 samkvæmt kröfum Evrópusambandsins. Vestanhafs leggja bandarískir bifreiðaframleiðendur höfuðáherslu á að auka eldsneytisnýtingu bílanna og stefna að því að hún verði orðin um 45 mílur á hverja ekna mílu árið 2025 í samræmi við kröfur stjórnvalda þar í landi.

Á réttri leið

Lynn Trahey, sérfræðingur á sviði eiginleika og framleiðslu rafhlaða hjá Argonne National Laboratory í Chicago segir aðstendur álrafhlöðunnar vera á réttri leið með þeirri lausn sem kynnt hefur verið. „Rafhlaðan er hlaðin með því að skipta út ákveðnum hlutum í henni og setja aðra í staðinn. Hver hleðsla dugar í langan tíma og íhlutirnir eru nú þegar á viðráðanlegu verði,“ segir Trahey. 



Hún segir að rafbílar þurfi líka rafhlöðu eins og lithium-ion sem hægt sé að hlaða með því að stinga í samband við innstungu. Þessar tvær ólíku tæknilausnir styðji vel hvora aðra og með því að nýta þær báðar í einum og sama bílnum verði hægt að nýta kosti þeirra til fulls og margfalda drægi rafbíla.

Ekki í samkeppni við núverandi rafhlöður

Ray Kilmer segir álrahlöðuna ekki verða í samkeppni við lithium-ion rafhlöðurnar enda sé álrafhlaðan fyrst og fremst hugsuð sem „eldsneytistankur“ til að hlaða aðalrafhlöðu bílsins sem veitir afli til rafmótorsins óháð bílgerðum. „Álrafhlaðan geymir mun meira rafmagn en lithium-ion rafhlöðurnar en veitir því að sama skapi hægar frá sér. 



Að sama skapi geyma Lithium-ion rafhlöður minna rafmagn en veita því hins vegar frá sér með miklum krafti til rafmótorsins. Það eru hennar helsti kostur. Álrafhlaðan kemur ekki til með að hafa þann kost. Þess vegna er ekki hagkvæmt að nýta álrahlöðu sem aðalrahlöðu í bíla og af þessum ástæðum er hún ekki að keppa við lithium-ion rafhlöður um hylli framleiðenda rafbíla. Þær styðja þvert á móti vel við hvora aðra,“ segir Kilmer.

Evrópskir bílaframleiðendur prófa rafhlöðuna

Samkvæmt því sem kemur fram í viðtalinu eru þrír helstu bílaframleiðendur Evrópu nú þegar með rafhlöðuna í prófunum og segir Kimer að af trúnaðarástæðum sé sem stendur ekki gefið upp hvaða framleiðendur það eru. Hann segir þó að  álagsprófanir standi yfir, m.a. í árekstrarprófunum auk þess sem einn bílaframleiðendanna hafi þegar látið reyna á hana í 45 gráðu frosti á celsíus. „Það var mikil þolraun,“ segir Kilmer sem segir kostnað af notkun álrafhlöðunnar verða sambærilegur eða lægri en sem nemur orkukostnaði tvinnbíla og verði örugglega lægri en sem nemur eldsneytiskaupum á bensínbíla.