- Alison Hirschlock
- De toekomst van de BBC
Afbeeldingsbron, Getty-afbeeldingen
Thomas Edison vond de elektrische auto uit met een batterij waarvan hij dacht dat die de markt zou revolutioneren. Over 120 jaar kan uw idee opnieuw verschijnen.
Op een onverharde weg in West Orange, New Jersey, VS, waren voorbijgangers verbaasd om te zien hoe ruim een elektrische auto van binnen was.
De auto rijdt tweemaal zo snel als conventionele voertuigen, schopt straatstof en trekt karren langs de neus van de paarden.
Dit is het begin van de 20e eeuw en de bestuurder van deze bijzondere auto Thomas Edison.
Hoewel elektrische auto’s aan de kant van de buurt geen nieuwigheid waren, vertrouwden de meeste op zware en omvangrijke loodzuurbatterijen.
Edison plaatste zijn auto Nieuw type batterij Gehoopt werd dat binnenkort alle voertuigen in het hele land het zouden gebruiken: deze Nikkel-ijzer batterij.
Edison bouwde het werk van de Zweedse uitvinder Ernst Waldemar Junger, die in 1899 voor het eerst patenteerde op de nikkel-ijzerbatterij, en probeerde deze te verfijnen voor gebruik in auto’s.
De Amerikaanse ontwikkelaar beweert dat de nikkel-ijzerbatterij ongelooflijk sterk is en twee keer zo snel kan opladen als loodzuurbatterijen.
De autofabrikant had een contract met Ford Motors om dit efficiënte elektrische voertuig te produceren.
Maar de nikkel-ijzerbatterij had wat problemen.
Afbeeldingsbron, Alami
Edison’s drummen met gevaarlijke grappen was erg handig.
Het is groter dan de gebruikte loodzuurbatterijen en het is duurder.
Toen de vergoeding in rekening werd gebracht, werd deze ook vrijgegeven Waterstof, Wat als een zorg en gevaarlijk werd beschouwd.
Helaas was Edison in staat om een verfijnder prototype te maken, elektrische voertuigen verdwenen en auto’s aangedreven door fossiele brandstoffen kregen grip omdat ze langere afstanden konden afleggen in plaats van te stoppen om op te laden.
Het contract van Edison met Ford Motors was in behandeling, hoewel zijn batterij nog steeds werd gebruikt op een aantal belangrijke locaties, zoals de bewegwijzering van de spoorwegen, waar de omvangrijke afmetingen geen barrière vormden.
Al meer dan een eeuw Ingenieurs hebben de nikkel-ijzerbatterij herontdekt als een soort harde diamant.
Het wordt nu onderzocht als antwoord op de huidige uitdaging om hernieuwbare energie op te wekken en schone energiebronnen zoals wind en zon aan te vullen.
Waterstof, ooit als een zorg beschouwd, zou een van de nuttigste componenten in deze batterijen kunnen worden.
Elektrolyse
Halverwege de jaren 2010 ontdekte een onderzoeksteam van de Technische Universiteit Delft in Nederland het gebruik van een op waterstof gebaseerde nikkel-ijzerbatterij.
Afbeeldingsbron, Getty-afbeeldingen
Edison geloofde dat zijn elektrische auto de straten van die tijd zou domineren, maar dat deed hij niet.
Wanneer elektriciteit wordt opgeladen via een batterij, ondergaat het een chemische reactie waarbij waterstof en zuurstof vrijkomen.
Het team erkende dat deze reactie vergelijkbaar is met het vrijkomen van waterstof uit water Elektrolyse.
“Het leek me dat chemie één ding was”, zegt Foco Mulder, voorzitter van de Research Group van de TU Delft.
Deze waterafscheidingsreactie is een manier om waterstof als brandstof te gebruiken en volledig schoon te maken. Hernieuwbare bron.
Hoewel Mulder en zijn team wisten dat elektroden van nikkel-ijzerbatterijen water konden scheiden, merkten ze tot hun verbazing dat de elektroden meer energie begonnen op te slaan dan voordat waterstof werd geproduceerd.
Met andere woorden, het werd Uitstekende accu Het werd ook gebruikt als elektrolyse.
Ze waren verbaasd over hoe goed de elektroden bestand waren tegen elektrolyse, wat het aantal conventionele batterijen aanzienlijk zou kunnen verminderen.
“We zijn blij dat de energie-efficiëntie bij dit alles goed is”, zegt Mulder, 80% tot 90%.
Mulder noemde zijn werk “Patroller” Hij hoopt dat de uitvinding zal helpen bij het oplossen van twee belangrijke uitdagingen voor hernieuwbare energie: energie besparen en schonere brandstof produceren wanneer de batterijen vol zijn.
Afbeeldingsbron, Getty-afbeeldingen
Er zijn conventionele elektrolyse-apparaten die duurzame energie omzetten in waterstof, maar volgens Mulder kan de ‘bottelaar’ dit efficiënter en zuiniger doen.
“Je hoort argumenten over batterijen enerzijds en waterstof anderzijds”, zegt Mulder. “Er was altijd een soort competitie tussen de twee, maar eigenlijk heb je beide nodig”, voegt hij eraan toe.
Hernieuwbare waarde
Een van de grootste uitdagingen met hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon is hoe onvoorspelbaar en wisselend ze zijn.
Bij de zon is er bijvoorbeeld overdag en zomer een overschot aan energie, maar tijdens de nacht- en wintermaanden neemt de aanvoer af.
Op lithium gebaseerde conventionele batterijen kunnen energie voor korte perioden opslaan, maar wanneer ze volledig zijn opgeladen, moeten ze overtollige warmte afgeven of oververhitting en degradatie veroorzaken.
De nikkel-ijzer “bottleizer” is echter stabiel wanneer deze volledig is opgeladen, op welk moment hij waterstof kan produceren.
(Nikkel-ijzerbatterijen) zijn robuust, kunnen voldoende worden opgeladen en zijn hoger opgeladen dan andere batterijen“John Barton, een onderzoekspartner aan de School of Mechanical, Electrical and Product Engineering aan de Universiteit van La Loughborough in het VK, zegt dat hij ook onderzoek doet naar‘ botulizer ’.
“Met waterstofproductie voegt ‘Patoliser’ energieopslag toe voor vele dagen, zelfs tussen seizoenen in”, voegt hij eraan toe.
Afbeeldingsbron, Alami
“Patolizer” zou een manier zijn om vraag en aanbod van hernieuwbare energie uit bronnen zoals zon en wind in evenwicht te brengen.
Naast het produceren van waterstof hebben nikkel-ijzerbatterijen nog andere nuttige eigenschappen.
Ten eerste hebben ze er een nodig Uitzonderlijk weinig onderhoud Zoon Zeer duurzaam, Zoals Edison bewees in zijn eerste elektrische auto, staat bekend dat hij meer dan zo’n 40 jaar meegaat.
De metalen die nodig zijn om de batterij te maken (nikkel en ijzer) komen ook vaker voor dan het kobalt dat wordt gebruikt om conventionele batterijen te maken.
Dit betekent dat de “patroller” wellicht een andere rol te spelen heeft in hernieuwbare energie: het helpt om te zijn meer winst.
Net als andere industrieën variëren de prijzen van hernieuwbare energie afhankelijk van vraag en aanbod.
Op een heldere, zonnige dag kan er veel zonne-energie zijn, wat kan leiden tot een daling van de prijs waartegen men lijm en energie kan verkopen.
“Patolizer” helpt deze schommelingen te verzachten.
“Als de elektriciteitsprijzen hoog zijn, kun je deze batterij ontladen, maar als de elektriciteitsprijzen laag zijn, kun je de batterij opladen en waterstof produceren”, zegt Mulder.
De “patroller” staat niet alleen in deze kwestie.
Meer traditionele batterijgekoppelde alkali-elektrolyse-apparaten kunnen deze functie ook vervullen en worden veel gebruikt in de waterstofproductie-industrie.
Mulder denkt dat de “Patrolizer” dat ook kan Voor minder geld en op de lange termijn Bedankt voor de levensduur van het systeem. Dit geeft hoop aan degenen die de nieuwe uitvinding steunen.
Hoewel waterstof een direct product is van “patolyzer”, kan het ook andere nuttige stoffen produceren, zoals ammoniak of methanol, die over het algemeen gemakkelijker op te slaan zijn.
Afbeeldingsbron, Alami
Edison’s laboratorium in New Jersey was de geboorteplaats van veel van zijn ontdekkingen die tijdens zijn leven populair en onbestaande werden.
Hans Vrijenhoff, CEO van Proton Ventures, die investeerde in Mulder’s “Patolizer”, zegt dat “zodra een ‘potolizer’ is geïnstalleerd, (een) ammoniakfabriek soepeler zal draaien (waardoor de vraag, arbeids- en onderhoudskosten dalen).”
“Het zal ammoniak produceren op een goedkopere, duurzamere en milieuvriendelijke manier”, voegt hij eraan toe.
Klimmen
Nu is de grootste “patrouilleerder” 15 kW / 15 kW, en hij heeft voldoende batterijcapaciteit en langdurige waterstofopslag om 1,5 huishoudens van stroom te voorzien.
De grotere versie van de 30 kW / 30 kW “Patolizer” werkt in de Magnum Power Station in Emshaven, Nederland, waar hij voldoende waterstof levert om aan de behoeften van de fabriek te voldoen.
Als het daar eenmaal hard is getest, is het doelBreid “Patolizer” uit en distribueer het naar producenten van groene energie, Zonne- en windparken etc.
Uiteindelijk verwachten aanhangers van “Patolizer” dat het gigawatt zal bereiken, wat overeenkomt met het vermogen dat wordt opgewekt door ongeveer 400 windturbines voor nutsvoorzieningen.
Naast de uitbreiding ziet Barton een rol weggelegd voor kleine “patrollers” die zullen helpen om stroom te leveren aan minifasen die worden gebruikt door afgelegen gemeenschappen die geen deel uitmaken van de hoofdstroomnetten.
Patolizer-elektroden zijn gemaakt van relatief goedkope basismetalen, wat helpt.
In tegenstelling tot lithium produceren nikkel en ijzer bij het snijden geen grote hoeveelheden waterafval en gaan ze niet gepaard met aanzienlijke aantasting van het milieu.
Afbeeldingsbron, Getty-afbeeldingen
De door Thomas Edison ontwikkelde ingebedde nikkel-ijzerbatterij krijgt mogelijk een nieuwe kans in de 21e eeuw.
Zowel Mulder als Barton zien echter obstakels die moeten worden overwonnen op het gebied van prestaties en efficiëntie.
“Patolizer ‘profiteert enorm van een hogere batterijcapaciteit of verminderde interne weerstand”, zegt Barton.
Inwendige weerstand is de weerstand tegen elektrische stroom in een batterij. Hoge interne weerstand, lage prestaties. Het verbeteren ervan is iets waar Mulder en zijn team aan hebben gewerkt.
Sinds Thomas Edison begin 1900 begon te experimenteren met zijn nikkel-ijzerbatterij, is het potentieel van de “patrouilleerder” met het blote oog verduisterd.
U kunt zich vergissen door te denken dat uw batterij andere voertuigen op straat zal vervangen.
Maar nog steeds Mogelijk speelt de nikkel-ijzerbatterij nog een rol bij het vervangen van fossiele brandstoffen In het algemeen door de overgang naar hernieuwbare energiebronnen te helpen versnellen.
Nu kunt u meldingen ontvangen van BBC Mundo. Download de nieuwste versie van onze app en activeer ze zodat je onze geweldige inhoud niet mist.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
