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Le batterie del futuro: Litio-Silicio, Litio-Aria, Litio-Zolfo, Grafene ...

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  • Le batterie del futuro: Litio-Silicio, Litio-Aria, Litio-Zolfo, Grafene ...

    Riprendo qui l'interessante discussione iniziata con Lucusta in altro thread sul futuro delle batterie, che di là era totalmente offtopic.

    Bisogna avere pazienza...
    Sono allo studio batterie al Litio-Zolfo, Litio-Silicio e Litio-Aria, con densità di energia tra 500 e 1000 Wh/kg.
    Il giorno che queste batterie raggiungeranno il mercato, la mobilità elettrica farà il botto! (le migliori batterie al litio odierne arrivano a 150 Wh/kg).
    Certo, ci vorrà un po', la tecnologia del litio è stata scoperta/inventata nel 1991 ed è arrivata sul mercato dei mezzi elettrici nel 2011...

    Qualche riferimento da cui partire:
    Studio di fattibilità tecnica sull’applicabilità delle batterie al litio
    nelle reti elettriche – Stato dell’arte e limiti scientifici e tecnologici
    F. Alessandrini, G. B. Appetecchi, M. Conte
    (2010)

    Batterie agli ioni di Litio e Stagno: dureranno 20 anni! (2010)

    Batterie litio-stagno-grafene (2011)

    High capacity lithium-air cathodes S. D. Beattie, D. M. Manolescu and S.L. Blair ( average voltage of 2.33 V and a gravimetric capacity of 5813 mAh/g of carbon. )

    High Performance Lithium-ion Battery Anodes Using Silicon Nanowires

    Batterie da 10 kWh/kg per il 2010 dalla Sony?!?

    Ovviamente non significa che domani vado dal ferramenta e mi compro una batteria da 10 kWh e da 1 kg da montare sul mio scooter: se queste tecnologie sono oggi in laboratorio, significa che saranno sul mercato, e solo ALCUNE di queste, tra 5 o 10 anni (le batterie al litio sono state inventate nel 1991 e arrivate sul mercato nel 2011).

    Ma quando ci arriveranno, sarà una rivoluzione! Anche se 10 kWh/kg forse sono solo un'utopia, sarebbe sufficiente UN kWh/kg per poter montare su un'auto una batteria da 150 kWh (150 kg) anzichè gli attuali 15 kWh, per avere un'auto elettrica da 1500 (millecinquecento!!!) km di autonomia!!
    Diciamo che un valore più realistico di 0,5 kWh/kg già permetterebbe di avere nei 150 kg di batterie (peso tipico di una batteria attuale di auto elettrica, che però ha densità massima di 100 Wh/kg) 75 kWh di energia, che per consumi tipici di 0,150-0,200 kWh/km significherebbe 375-500 km di autonomia.

    Per non parlare degli scooter: 0,5 kWh/kg significherebbe 10 kWh in 20 kg di batterie, tipico peso di una batteria al litio in uno "scooterino": oggi con 20 kg di batterie si possono fare 80 km, tra 10 anni con 20 kg di batterie uno scooter potrebbe fare 800 km! Quindi ovviamente le batterie non peseranno 20 kg ma 5, perchè 200 km di autonomia su uno scooter sono più che sufficienti. Ma con soli 5 kg di batterie le prestazioni saranno ovviamente migliori, in due persone o in salita!

    Diciamo quindi che i mezzi elettrici di quarta generazione saranno la vera alternativa ai mezzi a benzina!

    Perchè "quarta generazione"? perchè io personalmente mi sono "inventato" la categorizzazione nelle prime 3 generazioni:
    1a generazione:
    piombo, 36 Wh/kg;
    scooter: 2000Wh/55 kg/40km/300cicli/12000km
    auto: 15000 Wh/416 kg/100km/300cicli/30000km

    2a generazione (abortita):

    NiMH, 70 Wh/kg
    scooter: 4000Wh/60 kg (unico esemplare: Vectrix)
    auto: 15000 Wh/214 kg (teorici; in realtà al NiMH esistono solo auto ibride con 3 kWh di batterie!)

    3a generazione (attuale):
    Li, 100-150 Wh/kg
    scooter: 5000 Wh/50 kg/80km/1000 cicli
    auto: 16000Wh/160 kg/160km/1000 cicli

    4a generazione (tra 5 anni o 10? Battery500 IBM?):
    Li-Aria, Li-Zolfo, Li-Si, Li-Sn? 500 Wh/kg
    scooter: 5000Wh/10kg/80km/2000 cicli oppure 25000Wh/50kg/500km/2000 cicli ?
    auto: 80.000 Wh/160kg/400km/2000 cicli


    Ovviamente con la 4a generazione di mezzi elettrici si presenterà un altro problema, del quale però forse conviene parlare in altro thread: la ricarica!
    Per ricaricare i 16 kWh di un'auto elettrica con un impianto casalingo da 3 kW già servono 6-8 ore, ricaricare una batteria da 75 kWh è impensabile! Ci vorranno impianti da DECINE di kW, che probabilmente non potranno essere privati data la pericolosità. Ma già oggi i "distributori di energia" non possono essere privati per via della pericolosità, quindi si tratterebbe solo di aggiungere colonnine da 50 kW nei distributori di benzina (a debita distanza! :-) ). Ma poi tuttiquesti kWh andrebbero prodotti dalle centrali elettriche...

    Oppure - attenzione attenzione ;-) - potrebbe esserci la Rivincita di Edison!!

    Nel 1887 finì la "Guerra delle correnti" con l'affermazione della corrente alternata di Tesla.
    Nel 1835 erano stati inventati i mezzi elettrici e nel 1862 le batterie al piombo di Plantè: i primi furono "uccisi" dalle auto a benzina, le seconde dal fatto che la corrente continua era diventata inutile. Una concomitanza di fattori portò insomma alla morte prematura di auto elettriche e sistemi di accumulo che potevano durare 70 anni!!!.

    Oggi potremmo andare incontro a una nuova inversione di rotta e a una "rivoluzione elettrica":
    - sono allo studio pannelli solari NON al silicio, che non essendo vincolati dal limite di Shockley possono raggiungere rendimenti teorici dell'80% (= 800 Wp per m2)
    - le batterie Plantè possono essere fabbricate anche in casa con mezzi rudimentali e durare 70 anni

    Insomma, tra 10 anni il panorama elettrico potrebbe mostrarsi moooolto interessante!
    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
    -- Jumpjack --

  • #2
    Ah, c'è da "tenere d'occhio" Yi Gui e la sua ditta Amprius (per il momento fatta solo di "chiacchiere"....), che in futuro potrebbe commercializzare le sue batterie a "double-walled silicon nanotube anode" (anodo in nanotubi a doppio strato di silicio) da 6000 cicli e 10 volte la capacità di quelle attuali.
    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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    • #3
      Bella discussione jumpjack.
      Io sono abbastanza ignorante sul tema, ma sicuramente se sento/leggo qualcosa sulle evoluzioni cercherò di dare il mio contributo.
      Per ora quello che posso aggiungere al tuo interessantissimo post è quanto ho sentito lo scorso hanno ad un convegno sul tema.
      In quell'occasione i relatori dicevano che il futuro dovrebbe essere sui supercondensatori (o utracapacitori, come vengono a volte chiamati con traduzione letterale dall'inglese); più precisamente loro parlavano di batterie ibride Litio (immagino qualsiasi tipo di quelli da te citati) + supercondensatori che dovrebbero supportare cicli di carica e scarica molto veloci.

      Tu hai sentito niente in proposito?

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      • #4
        sì, c'è anche una ditta italiana che fabbrica batterie ibride litio-supercondensatori... ma non le vende (ai privati)!
        e' la helionix.
        Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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        • #5
          Da una presentazione della NASA del 2010:

          Metal Air Battery Development

          Human Research Program –
          High energy battery to power Mobile Oxygen Concentrator for Spacecraft Emergencies

          Li-Air System – candidate technology to meet high energy needs (>1850 Wh/kg)

          Leverage SBIR program to support this development
          C'e' chi si lamenta tanto della presunta inutilità/costosità delle missioni spaziali. Ma non tutti sanno che i satelliti funzionano a batterie (non prendono energia direttamente dai pannelli solari, quelli servono solo per ricaricare le batterie!), e che mandare 1 kg di materiale nello spazio costa 10 mila dollari. Ergo, gli enti spaziali hanno tutto l'interesse a creare batterie capienti e leggere.
          Quindi un'importante ricaduta della ricerca spaziale potrebbe essere la creazione della tanto agognata superbatteria che ci darà 500 km di autonomia sull'auto elettrica!

          O meglio... se davvero si riuscisse a creare una batteria da 1850 Wh/kg (???), l'autonomia di un'auto elettrica con una batteria del peso di quelle attuali (200 kg) diventerebbe di circa 2500 (duemilacinquecento) chilometri...
          (hai voglia a caricarla!! ;-) )

          Il Glenn Research Center della NASA (GRC) è il reparto che si occupa dele ricerche sulle batterie.

          Antiche ricerche e studi sui veicoli elettrici:
          Science.gov v5.0 : Main View : Search Results for Full Record: near-term electric vehicle

          Advanced Lithium-Ion Cell Development for NASA’s Constellation Missions:
          https://batteryworkshop.msfc.nasa.go...tion_CReid.pdf
          Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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          • #6
            Sarà meglio tenere d'occhio la PolyPlus: ha inventato batterie con elettrodi in litio metallico "protetto" (protected lithium electrode (PLE)) che permetterebbe di realizzare batterie litio-aria e litio acqua.
            Loro promettono finoa 1000 Wh/kg, chissà...
            PolyPlus Lithium-Water

            .
            Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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            • #7
              Ho trovato una vera e propria miniera d'oro d'informazioni, in lingua italiana: l'archivio delle ricerche dell'ENEA!
              Report — Enea

              Pero' c'e' da fare indigestione a leggersele tutte...

              Il programma "Ricerca Sistema Elettrico" di cui fanno parte queste ricerche ha anche un sito dedicato:
              Home
              Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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              • #8
                Non mi ricordo se l'ho già postato questo... cmq una batteria di DUE chili sul mio scooter non sarebbe male!
                Batterie più capaci e a lunga durata, superata la tecnologia agli ioni di litio | Blog PcTuner: letture e aggiornamenti dal mondo Hi-tech
                Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                • #9
                  ultimamente stavo studiando la chimica di una cella con sale litio-alluminio; promettente.

                  il litio, ossidato ad alta temperatura, ha una densita' energetica di circa 12KWh/Kg, ma conteggiando solo litio; una cella galvanica (sia essa di prima o seconda specie, ossia non ricaricabile o ricaricabile) e' in ambiente isolato, quindi con reagenti e prodotti isolati dall'esterno (se non si considerano le celle aperte tipo zinco-aria o alluminio-aria); se gia' solo metti nel conto l'ossigeno necessario (vabe' non e' tanto peso), e il prodotto finale (Li2O), diventa decisamente inferiore: 3.71KWh/Kg, e questo considerando dei prodotti e dei sottoprodotti decisamente leggeri, ne involucro ne altro (ed in una cella galvanica c'e' tanto altro).
                  quindi che loro dicono che possono arrivare a 1,8KWh/Kg... e' assai difficile riuscirci.
                  e' presumibile che la miglior batteria al litio-xxx non porta' mai superare i 600Wh/Kg di energia specifica.... valori piu' alti, su questa chimica, sono utopistici.
                  le batterie per autoveicoli elettrici devono arrivara ad una densita' energetica di 1KWh/Kg per superare quella di un litro di benzina (circa 13KWh/Kg, ma essendo un litro 0.72Kg e avendo un'auto un rendimento reale medio di circa il 10%, si arriva a circa 0,936KWh/litro senza contare il peso del serbatoio); a quel punto avere batterie o benzina non cambiera' praticamente nulla nell'uso comune di un autoveicolo.

                  una curiosita':
                  il nostro metabolismo ha un elevato rendimento e si fa' spurio un bel 10KWh per ogni chilo di grasso "bruciato".. le migliori pile siamo noi e le nostre manigle dell'amore! (il che indica che aivoja a correre per smaltire ciccia!)

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                  • #10
                    sono depresso, oggi ho scoperto che nel 2006 sulla panda elettrica erano montate batterie ZEBRA da 125 Wh/kg.
                    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                    • #11
                      per questo anche prima (credo dal 1992, il primo esemplare EDIT: nel '90 con 250 esemplari)... solo che le zebra sono proprio ostiche...
                      costano
                      stanno a 300°C
                      sono di un unico tipo
                      e quel tipo pesa ed ha un solo voltaggio
                      sotto la panda si esauriscono in 6 anni (molti ci sono rimasti a piedi anche prima).

                      le zebra le distribuisce la fiamm, ora.
                      Ultima modifica di lucusta; 17-11-2012, 21:09.

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                      • #12
                        Stavo guardando le celle A123 da 20 Ah che vendono sul sito della Ecopolis.

                        Sono solo da 20Ah, purtroppo, ma forse facendo una combinazione di celle in serie e parallelo (per portarla al giusto voltaggio e ad un amperaggio maggiore) si potrebbe ottenere una batteria per un mezzo elettrico decisamente piccola.
                        O sbaglio?
                        Come detto sopra, anche se ho letto molto sono abbastanza ignorante in materia, e quindi a volte le sparo...
                        Ultima modifica di giocol62; 19-11-2012, 16:37.

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                        • #13
                          capacita' specifica limitata, potenza specifica elevata, sono il difetto e il pregio di queste batterie.
                          a pari peso ottieni il 20-30% (o il 200% in piu', in rari casi) in piu' dalle altre "big cell" che si possono comunque permettere un buon margine di scarica, e non sei costretto a metterle in parallelo (cosa che si puo' fare, ma sempre meglio evitare per questioni di bilanciamento).
                          queste vanno bene per fare pacchi per bici elettriche (o robot automi), in quanto la loro elevata capacita' di scarica compensa ampiamente la minore capacita' per l'uso su una bici (la bici consuma comunque poco, quindi anche se il pacco non ha molta capacita' e comunque piccolo e leggero e ti da' anche 40Km di autonomia).
                          le A123 system sono usate nel formato piccolo su alcune moto elettriche da competizione (TXT o drugster elettrici), in quanto si possono ottenere grandi serie e quindi alti voltaggi.
                          il loro alto costo ne sconsiglia comunque l'uso su un mezzo elettrico di medie dimensioni.

                          in effetti il limite della mobilita' elettrica e' la carica specifica gravimentrica e volumetrica... quando fai un pacco da 60KWh, anche se scarichi a 1C soltanto hai gia' sufficente potenza per la maggior parte dei veicoli normali.

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                          • #14
                            http://www.americanvanadium.com/lith...-batteries.php

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                            • #15
                              Sono arrivate le batterie ai nanofosfati!!!


                              Lithium Ion Battery Technology | Nanophosphate EXT | A123

                              2000 cicli di carica al 100%!!!

                              Notare che il grafico si ferma a 93%, mentre il numero di cicli è usualmente definito come quello oltre il quale la capacità si riduce all'80%.

                              Chissà dove/come si comprano e quanto costano?!?
                              Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                              • #16
                                ah.. c'e' anche la vecchia ma sempre buona pila a concentrazione (per impianti fissi).
                                accellerandola (ossia riscaldando la parte concentrata con solare termico o con gli stessi pannelli fotovoltaici), si puo' ottenere una buona corrente per uso back-up.
                                stesso discorso con la "pila marina", acqua e sale a diversa concentrazione a contatto con uno "spinello sacrificale" (si usano sulle barche per evitare la corrosione della salsedine).... a memoria ricordo circa 0.5V per evitare la corrosione come forza elettromotrice inversa, quindi e' presumibile riuscire ad arrivare a tale voltaggio.
                                sarebbero pero' per impianti belli grandi, se esistessero commercialmente (perche' non so' se vengono prodotti aggeggi del genere), ma anni fa' calcolai che con 1 metro cubo di acqua e sale e uno di acqua pura ci si poteva fare qualche KWh.

                                Commenta


                                • #17
                                  Originariamente inviato da jumpjack Visualizza il messaggio
                                  Sono arrivate le batterie ai nanofosfati!!!
                                  Chissà dove/come si comprano e quanto costano?!?
                                  "...According to the testing performed to date at the Ohio State University's Center for Automotive Research (CAR) and the very low observed rate of aging, cells built with A123's Nanophosphate EXT are expected to be capable of retaining more than 90 percent of initial capacity after 2,000 full charge-discharge cycles at 45 degrees Celsius. CAR has also starting testing the cold temperature performance of Nanophosphate EXT, which A123 expects will deliver a 20 percent increase in power at temperatures as low as minus 30 degrees Celsius..."

                                  batterie a 45°C e -30°C.. gli vogliono male!

                                  comunque l'incremento di capacita' e' dato appunto dal fatto che le litio normali la temperatura la soffrono realmente tanto, perche' a -30°C l'acetonitrile che compone il liquido inerte al loro interno e' piu' vischioso (congela a -45°C), non e' dato perche' ne hanno di piu', ma solo perche' in quelle condizioni riescono a mantenerne di piu'.

                                  e poi il confronto e' fatto con le AGM!





                                  costano 2 volte e mezza una AGM, che a sua volta costa una volta e mezza una pb-gel di pari capacita'..
                                  a spanne sono circa 5$ ad Ah.

                                  "...The company said production of batteries based on the new technology will begin in the first of half of 2013.

                                  It will initially make 20 ampere-hour prismatic cells with Nanophosphate EXT. It is also evaluating plans to offer the technology across all its cell products...."

                                  una 20 Ah costerebbe sui 100$, contro i 25 di quelli odierni (e conta che le LYP sono a circa 1$ ad Ah, ma al solito nelle celle piccole che' piu' involucro).

                                  "...A123 shares were trading at $1.23, up 18 percent, on Tuesday morning on the Nasdaq..." (e ce credo!)

                                  JJ, si dovranno leggere attentamente i datasheet, perche' credo che abbiano ancor meno di quelle normali.

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                                  • #18
                                    A chi interessa (a me, per esempio, parecchio), segnalo questo studio ENEA :
                                    http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistema-elettrico/tecnologie-elettriche/rds-303-122-d-strategie-di-gestione-e-controllo.pdf
                                    che mi sembra ben fatto.
                                    Poi qualche considerazione. Le batterie VRB (Vanadio-Redox), come in genere tutte le batterie redox, sono ideali per grandi capacità e basse potenze : per dire, una batteria che eroghi una potenza di 3 kW ma con capacità di 100 kWh costa in proporzione 1; la stessa, per 200 kWh costerà più o meno 1.25. Invece, per 6 kW e 100 kWh costa più o meno 1.7.
                                    Ultima modifica di UbUb; 23-11-2012, 17:08.

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                                    • #19
                                      Grazie UbUb per la segnalazione;
                                      comunque precisa che le vanadio-redox sono prettamente per impianti fissi, visto l'uso di 2 serbatoi con liquidi e la cella di reazione... di sistemi "portatili" non ne ho mai sentito nemmeno parlare, visto la bassa potenza che hanno, anche se hanno una "ricarica veloce" sostituendo i liquidi.
                                      avevo letto tempo addietro le caratteristiche degli ultimi sistemi, e sono a mio avviso perfette per l'UpS fotovoltaico (avendo spazio).
                                      non ho mai capito quanto costano, pero'...

                                      dal pdf si intravere un 2500-3000$ al KW (credo che parlare di KWh su una VBR inneschi un sacco di chiacchere), e sono tanti, anche se durerebbero una vita.

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                                      • #20
                                        In effetti da me si sta pensando alle VRB proprio come peak shaving, pensando a un sistema 500 kW, 4 MWh, e un sistema Prudent costa più di 1 M EUR, quindi i tuoi numeri sono giusti. Abbiamo la tendenza a fidarci delle 100,000 ore di vita promesse. Devo dire che oggi forse l'anello debole di un sistema PV + accumulo è proprio il pannello PV : vetri sempre meno resistenti, policristallini dubbi, eccetera - d'altra parte, a 0,5 EUR/W, cosa ci si aspetta?

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                                        • #21
                                          la qualita' sciama, o meglio i prezzi si alzano, si...
                                          c'e' da dire comunque che si mercato e' stato drogato dagli incentivi.
                                          non che sia un male, anzi (e' una soluzione realmente funzionale, soprattutto per il prossimo futuro separare la produzione di energia elettrica a uso civile da quella ad uso industriale), ma la gente "non sensibilizzata" ancora non ha difficolta' a prendere una decisione, e di fregature ne danno parecchie.
                                          ad uso civile basta un UPS da 20KWh e si e no da 5KW di potenza, e non sarebbe difficile farlo con una VRB, eliminando la necessita' di doppio scambio con il fornitore, che e' solo un impiccio burocratico.
                                          con grandi numeri il prezzo arriverebbe a meno di 1000 euro al KW (ripeto che per le VBR parlare di capacita' e' sinonimo di dire fare i serbatoi piu' grandi... e' solo un problema d'ingombro);
                                          avere un UPS consentirebbe alle persone di rimanere totalmente autonome, ed alla griglia di essere dimensionata solo per uso industriale e autotrasporto.
                                          ad oggi pero' un UPS di tali capacita' e potenza ha un costo esagerato, ed una vita stimata che nel migliore dei casi arriverebbe a meno di 10 anni.

                                          nella mia proiezione futura, comunque, i sistemi cambieranno: tra' 10 anni l'auto elettrica ad uso civile diverra' realta' (nel senso che chi comprera' un'auto eletrica nel 2020 probabilmente, quando la dovra' cambiare, trovera' sul mercato solo auto elettriche o quantomeno saranno economicamente piu' vantaggiose rispetto alle endotermiche (con quest'andazzo probabilmente solo per una questione di tassazione); la gente avra' minimo 2 auto elettriche a casa: una utilitaria, da usare tutti i giorni, ed una grande, da usare per gli spostamenti non cittadini, e questa puo' diventare un comodo UPS mobile, annoverando ben piu' di 50KWh di capacita' (e logicamente una potenza di tale ordine).

                                          gia' oggi il sistema sarebbe bilanciato:
                                          auto elettrica di grande autonomia, auto elettrica cittadina, impianto fotovoltaico di potenza (sui 20KWp) coadiuvato con un solare termico, hanno un costo vita paragonabile alla proiezione dei costi di una berlina endotermica, un utilitaria endotermica e i classici costi dei fornitori di energia... solo che bisogna anticipare oltre 100.000 euro sull'unghi, ed avere le condizioni logistiche giuste (abitazione con garage per l'auto grande da utilizzare anche come UPS e spazio per almeno un FV da 20KWp).

                                          le VBR piccole ed a costo accettabile avrebbero solo anticitato questa cosa.

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                                          • #22
                                            Una recente scoperta sembra rendere più vicine le batterie Litio-Silicio, che andrebbero a rimpiazzare le attuali Litio-Carbonio (tutte le Litio attuali hanno un elettrodo in carbonio):
                                            Boosting lithium battery performance by adding crushed silicon | RC Heli Resource

                                            Il problema è che l'elettrodo di silicio diventa 4 volte più grande durante la ricarica, e finisce per sbriciolarsi dopo pochi cicli...
                                            Quindi stanno cercando sistemi per evitarlo, e questo sarebbe uno.

                                            Sembra anche che un tipo (non so quale) di batteria litio-silicio sia di "imminente commercializzazione", anche se non necessariamente per le auto:
                                            " Industry R&D in silicon-
                                            based anodes is widespread, and the release of commercial products for portable
                                            electronics seems imminent, although simultaneous achievement of high capacity and
                                            sufficient cycle and calendar life for automotive applications remains to be demonstrated. "
                                            Lo dicono in un rapporto dell'NPC dell'agosto di quest'anno ( National Petroleum Council (?????) )
                                            Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                            • #23
                                              Perfettamente d'accordo con Lucusta. Personalmente, sto lavorando su VRB da 15-25 kWh e 5 kW, convinto che la famiglia comune abbia bisogno di qualcosa del genere.

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                                              • #24
                                                ad oggi l'elettrodo piu' usato e' quello al "carbonio attivo" (carbonio come quello che si usa nei filtri), che ha un elevato rapporto superficie/volume (o peso), ma l'inconveniente maggiore e' dovuto al fatto che non ha queste caratteristiche solo superficialmente, e' tutto poroso.
                                                per gli elettrodi viene "ricopmresso", ma comunque, anche se si riesce ad ottenerlo quasi puro, rimangono occlusi i gas.

                                                il principio di un buon elettrodo e' quello appunto di ottenere un'elevata superficie di contatto pur rimanendo piccolo e leggero, ed il carbonio attivo e' per ora quello che e' economicamente piu' fattibile, in quanto un solo grammo puo' ottenere una superficie di un campo da pallone (e' anche per questa ragione che si usa nella purificazione/filtrazione); avere una buona conducibilita' elettrica, ed essere inerte rispetto alla chimica adottata nella cella; fatto sta' che non e' che sia il migliore conduttore elettrico.
                                                altri tipi di elettrodi esistono, soprattutto oggi con l'avvento delle nanotecnologie, ma nella maggior parte dei casi sono costruzioni tecnologiche, e non hanno la stessa durata di quella del carbonio attivo.
                                                grafene, nano tubi di carbonio, fullerene (tutti stati allontropici del carbonio, come grafite e diamante), sono quelli piu' sperimentati, ma a me convince poco tale tipo di applicazione.
                                                altri cristalli possono essere di gran lunga piu' efficaci, soprattutto per quanto riguarda la resistenza.
                                                confido anche io negli elettrodi al silicio, anche perche' la silice e' gia' ampiamente usata in molti altri campi in forma micrometrica (io la uso normalmente anche sotto i 2 micron selezionata, ossia con basso gap dimensionale), ed ottenerla di un ordine inferiore non e' difficile; e' inerte (se l'ambiente ha un pH non agli eccessi), ma... dev'essere per forza di cose drogata, perche' non conduce elettricita'.
                                                di solito e' comunque facile drogarla o addizionarla. anche la silice in perle ha un rapporto superficie/volume(peso) molto proficuo, gia' in micron, figuriamoci se si fanno grani piu' piccoli.
                                                per quanto riguarda la resistenza della struttura granulare della silice, io che la uso in colonnine impaccate con granulometria da 2 micron, le riessco a sparare anche a 400-600 bar di pressione per un monte ore superiore a 5000 (oltre va' fuori le nostre specifiche, ma l'applicazione e' diversa), quindi non credo che siano cosi' tenere da sgretolarsi facilmente... ma, come ho detto, sono applicazioni diverse, e la nostra e' pura silice, non addizionata se non superficialmente.

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                                                • #25
                                                  Sintonizzate i vostri feed su Envia Systems: dicono di avere pronta una batteria da 400 Wh/kg!!!
                                                  USA; We need more energy: Envia Systems’ 400 Wh/kg Li-ion cells
                                                  Persone coinvolte:
                                                  Kumar, Sinkula, Atul Kapadia.
                                                  Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                                    Il prossimo Febbraio in California, conferenza sulle batterie che si preannuncia interessante (parleranno anche delle Envia Systems):
                                                    Session A3 - LLIBTA Symposium 2013 - AAB
                                                    Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                                      JJ, gironzolando ho trovato queste:
                                                      5-25C, 100Ah, 3.2V NEB Super Caps Hybrid Super Capacitor LiFePO4 Lithium Battery
                                                      abcora non ho fatto ricerche approfondite, ma da una rapida lettura dei dati sono affascinanti.

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                                                      • #28
                                                        5C???
                                                        5000 cicli??
                                                        Eccezionali!
                                                        Sul mio scooter ci dovrei mettere per esempio 5x20 5celle da 10Ah/3.2V/25$, per un prezzo totale di 2500$... Cribbio se è tanto! :-( 80 centesimi a Wh!
                                                        E peserebbero 32 kg invece che 20.. :-(
                                                        Altra seccatura è che sono in America... O non le spediscono, o la spedizione costa una fortuna.

                                                        Pero' sono interessanti.
                                                        Ultima modifica di nll; 03-01-2013, 23:19. Motivo: Citazione superflua rimossa. Violazione art.3 del regolamento del forum.
                                                        Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
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                                                        • #29
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                                                          essendo ibride, piu' piccole sono, piu' il peso della parte capacitiva si fa' sentire.. non ho capito la dicitura "tall" e "short", ma su quelle piccole da 10Ah la differenza e' parecchia.
                                                          poi perche' 20X5? con 20 da 100Ah non fai meglio? pesano 2,8Kg... e 5000$!!!
                                                          acc... che prezzi!

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                                                          • #30
                                                            Mi servono 64V/50Ah, e queste sono celle da 3,2V.
                                                            Batterie, DoD e profondità di scarica: *** Scaricare le batterie solo fino a metà prima di ricaricarle. *** Al piombo da 60 km: usata 20 km per volta durerà 60.000 km, 60 km per volta ne durerà 12.000. *** Al litio da 60 km: usata 20 km per volta durerà 120.000 km, 60 km per volta durerà 60.000 km.
                                                            -- Jumpjack --

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