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


VL52E: 190 Wh/kg con scariche a "solo" 52C

a dire la verita' queste non mi sembrano al ferrofosfato; hanno 3,6V di targa, come le litio manganese...
le celle Superfosfato sono identificte dalla sigla EFe non solo E.

comunque vedere dei diagrammi di scarica a 400C e a -40°C e' impressionante...
 
Ni, si usano cuscinetti magnetici, quasi nessuna manutenzione

il difetto dei cuscinetti magnetici e' che sono allo stesso tempo freni magnetici, andando a contrastare il momento angolare.
provato sulla mia pelle su un prototipo di pala eolica a sospensione magnetica: galleggiava, ma piu' appesantivo la pala (tangenziale), piu' frenava...
l'unica reale soluzione e' il galleggiamento tramite superconduzione, ma ti costerebbe una fortuna in azoto liquido, tanto da rendere piu' efficace il galleggiamento su coscinetto di gas proprio dovuto all'azoto liquido per "effetto pelle" (si crea un cuscino di gas tipo un hovercraft); piu' semplice un sistema di superfici idrorepellenti su cuscino di acqua.
quindi no.

PS: i cuscini manetici dei dischi fissi hanno questa scompensazione, ma e' giustamente calcolata, ed il vantaggio e' solo dovuto all'evitare di produrre micropolveri nell'involucro dovute ad usura per strisciamento, oltre che per la lubrificazione.



Neppure questo è del tutto vero, basterebbe trovare solo la stanza, vendono giù ups a volano, grandi quanto un'armadio
...di potenze minime, adatte solo per particolari e minime applicazioni.




Si stava studiando il kers a volano, non so com'è finita, potrebbe essere una gran bella batteria, nulla impendisce di fare mini volani.
...di scarsa potenza.
calcola l'energia cinetica che si avrebbe per 10kWh per 12-16h (ossia in congiunzione ad un sistema a pannelli solari), e vedrai che le potenze in gioco non sono trascurabili... una pila alcalina da 1.5V, se sprigionasse tutta la sua potenza in istanti, sarebbe in grado di tirarti su di 1 metro 1000kg (al netto dei rendimenti), e fa' si e no 3W.

100W di potenza sono tanti... non sembra ma sono proprio tanti.
per convincertene calcola la carica di una cartuccia di un proiettile, e capirai che avere KW in energia cinetica non e' cosi' sicuro.
 
non lo so'.
i treni ad alta velocita' usano tecnologie a me sconosciute, ma conta che sono molto piu' tecnologici di un Airbus A380 (dovendo questi affidarsi a ritrovati tecnologici piu' sicuri), e non hanno limitazioni tecniche dovute al peso; quindi potrebbe essere.
i treni ad alta velocita' sono pero' applicazioni decisamente particolari e prodotti in serie limitata, da considerarsi alla stregua di prototipi.
considera comunque che oggi usano tutti motocarrelli elettrici capaci di utilizzzare l'energia cinetica dovuta all'immensa inerzia del mezzo come freni elettrici; non so' se, in taluni frangenti, quei motori possano essere usati anche come generatori per restituire energia alla rete.
detto questo sarebbe piu' pratico avere uno scambio diretto di energia tra' tratta locale e treno, utilizzando l'energia restituita dal treno in frenata su una stazione fissa che immagazzina l'energia per restituirla al treno in partenza; si puo' fare perche' comunque i treni hanno dei punti prestabiliti dove rallentare o fermarsi (alle stazioni, agli scambi, alle curve)...
sarebbe inutile appesantire ulteriormente il mezzo con un sistema di recupero on-board.
ecco, un sistema di monservazione dell'energia a volani, in qusta modalita' potrebbe essere efficace, ma e' una situazione molto particolare, non trovi?
 
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a proposito di batterie, stavo facendo ricerche su questi argomenti:
spume metalliche (soprattutto rame e alluminio ed un ingente finanziamento d'intel ad una start-up americana)
fosforo nero ed inclusione intralamellare del litio (questa e' realmente interessante, molto piu' ghiotta del grafene);
litio alluminio-titanato florurato (o clorato)...
purtroppo non esce molto dai laboratori...
 
buone solo se per quei 15C ti garantiscono 2000 cicli ed una carica proporzionata, in modo da minimizzare il peso del pacco ed usarla come serbatoio.
con meno di 100Kg di pacco possono garantire 50km di percorrenza (sub-utilitaria, tipo vecchia panda, con le prestazioni di un quadriciclo pesante, ossia max 90km/h);
contando che la tratta media e' 20km, puoi andare e tornare in tranquillita' da interland a centro e, se permettessero cariche veloci a superiori a 1C, faresti una ricarica in 15 minuti (con 100kg carichi all'80%, se fai 40km li scarichi al 25-30% e dovrai ricaricare sul 50% nominale del pacco, ossia 7.5kwh per ritornare all'80%, a 1.33C, 4 volte la carica standard che dovresti usare sulle LiFePO4, caricheresti con una potenza di 20kW, quelle delle colonnine, ed in 4 ore massimo sei pronto per un'altro giro da 40-50km, con una riserva comunque di una decina di km).
sarebbe una manna per certi veicoli.
Le LiFePO4 sono pero' a 0.4 euro/wh...
un pacco da 100kg con quelle che indichi sta' a 10.000 euro, con le LiFePO4 lo paghi 6.000 (anche se peserebbe 150Kg).
a pari costo un gioco del genere non ha senso...pacco troppo sottodimensionato.
 
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Ma quelle sono batterie da modellismo... scariche a 15C sono anche poche; normalmente le li-po arrivano anche a 30C
 
Certo che sono da modellismo: il modellismo è il banco di prova per le nuove batterie!
Poi vengono i cellulari, se le batterie sono sufficiente affidabili. (chissà com'è finito il progetto JUSE su Indiegogo?!?)
E infine i veicoli, se le batterie si rivelano ESAGERATAMENTE affidabili.
:-)
 
mmmm mica tanto vero...

Sui veicoli, almeno fino a pochi anni fa, mettevano semplicemente le batterie con capacità sufficiente, e mica erano poi così affidabili se per affidabili intendevi numero di cicli e semplicità di manutenzione/gestione.

Sono state usate batterie Pb-gel che chiedevano manutenzione ogni MILLE (!) km (FIAT Elettra), batterie al sale, NiMh...

Speriamo in queste evoluzioni, direi che sarebbe ora di avere qualcosa meglio delle LiFeYPO4...
 
le ultime Li-Mn (o Li-Co) hanno riguadagnato molto...
ieri mi chiedevo come fossero andati gli esperimenti di Spuzzette sulla sua ibridazione di celle ad alta scarica in parallelo a celle ad alta capacita'.
 
Ciao, sono un neo iscritto. Ho fondato nel 2011 una piccola società di ricerca nel settore sistemi di accumulo energia. Lavoro in questo settore da poco più di 5 anni. Dal mio punto di vista (ricerca + industria) volevo solo fare alcune precisazioni in questa interessante dicussione.
La tabella iniziale sulle batterie al piombo è inesatta, ci sono batterie al piombo per trazione che superano tranquillamente i 1500 cicli con DOD 80%, quindi utilizzabilissime.
Riguardo alle nuove tecnologie :
Batterie Li-ion e litio ferro fosfato (LiFePO4) sono interessanti solo per la trazione, ma sono senza manutenzione. Le celle sono sigillate e non trasparenti, finchè vanno ok ma se succede qualcosa lo capisci solo a babbo morto o utilizzando un sofisticato sistema di monitoraggio cella per cella (vedi Tesla). Altra considerazione: gli elementi chimici che compongono le batterie al litio, opportunamente ricombinati, sono gli stessi delle bombe (incendiarie) al napalm.. Se qualcuno pensa che le batterie al litio non mi piacciono ci ha azzeccato. Ma i fatti sono i fatti.
Batterie metallo aria: sono interessantissime per il basso rapporto peso potenza (uno dei due elettrodi è l'aria..) ma: le ultra promettenti litio aria esistono solo in teoria, in pratica nel settore ricerca tutti stanno progressivamente abbandonando i progetti perchè alcune problematiche costruttive sono insormontabili. Le alluminio aria in fase di scarica danno rendimenti elevatissimi (la Phynergy israeliana ha fatto marciare una auto che montava uno stack alluminio aria per oltre 1000 km, facendo solo piccoli rabbocchi di acqua pura), ma il procedimento di ricarica è estremamente costoso, al punto da renderle inutilizzabili. Restano le zinco aria, su cui sto lavorando anche io da 3 anni, che rendono come quelle al litio coi costi di quelle al piombo, e sono totalmente green. Comunque il catodo ad aria resta un elemento critico ed ha bisogno ancora di ricerca e sviluppo.
Batterie a sali fusi (alta temperatura) tipo zebra: molto promettenti come rendimenti ma a mio avviso utilizzabili solo in postazioni fisse di grosse dimensioni dove la perdita di energia termica non diventi un fattore troppo importante. Secondo me la Fiamm ha comprato il progetto zebra solo per questioni di immagine.
VRB :le flow batteries al vanadio sono le uniche flow in commercio, ma i sali di vanadio sono estremamente tossici e costosi. Inoltre stanno avendo problemi con la durata delle membrane di separazione che durano troppo poco.
Interessanti le batterie Aquion che usano acqua, caramello e sale. Sono molto voluminose, ma sicure e probabilmente affidabili (si vedrà) . Bill Gates ha finanziato il progetto Aquion con la sua fondazione, ci crede e questa è sicuramente una referenza.
 
Le Zinco/Aria sono molto promettenti (e si potrebbero enfatizzare tramite l'uso di acqua ossigenata; io l'ho testato su quelle alluminio-aria... stavo per mettere a punto una cella ibrida elettrolitica a recupero di energia + alluminio/aria), ma permane comunque il fatto che sono celle secondarie a ricondizionamento...
riprodurre microgranulato di zinco ha il suo costo, inferiore a quello dell'alluminio, ma e' pur sempre una tecnologia che funziona solo se a larga diffusione e con impianti di ricondizionamento locali.
ibridi si potrebbero fare con ricondizionamento ad acido, ma diventa troppo macchinoso...

per il resto sono d'accordo, tranne 2 cose:
le LiFePO4 ormai si possono considerare "vecchia e testata tecnologia";
la pericolosita' delle celle litio non e' superiore alle altre, comprese quelle al piombo-acido... un gavettone di acido solforico 4M non fa' piacere a nessuno, e portarsi dietro un serbatoio da 50 litri di carburante altamente infiammabile idem.

per quello organico/elettriche... bha'... tecnologia di cui non si conoscono ancora i limiti praticabili.
 
Ok per tutto (ma comunque le litio mi sono antipatiche:dry:), solo una precisazione sulle zinco aria. Quelle a stato solido esistono sia "primary" (non ricaricabili e quindi da ricondizionare) che "secondary" (ricaricabili). Io mi riferivo alle seconde in quanto le prime sono "pile" non batterie. Le seconde poi esistono sia di tipo flow (elettrolita fluente) che statiche (elettrolita in pasta o gel). Le flow sono molto promettenti e rigenerano i "pellet" di zinco che vengono riutilizzati al 100% a ciclo chiuso. Di solito nelle installazioni fisse il "rigeneratore" sta a fianco dello stack di celle, mentre in applicazioni automotive o aeronautiche (pensiamo ai droni) il rigeneratore sta nel box (o nello hangar) in modo che a bordo del mezzo si porti solo il minimo payload possibile. La possibilità enorme che offre la tecnologia zinco aria è di accumulare zinco in pellet indipendentemente dalla macchina che lo produce. In una applicazione domestica questo vuol dire immagazzinare energia in estate piena e riutilizzarla in inverno quando il sole non ce la fa a darmi tutto quello che mi serve.
 

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