| Bobina de aluminio-aire | |
| Caracteristicas | |
|---|---|
| Energía / Peso | teórico: 6000 a 8000 Wh / kg práctico: 1300 Wh / kg |
| Voltaje nominal por celda | 1,2 V |
La batería de aluminio-aire es un acumulador eléctrico que funciona a partir de la reacción del oxígeno , presente en el aire , con el aluminio . La celda de aire de aluminio tiene una de la más alta densidad de energía entre todas las baterías, pero no es ampliamente utilizado debido, en particular, al alto costo del ánodo como así como la limpieza de la resultante de los subproductos. Su uso con un ordinario electrolito . Por el momento, utilizadas principalmente con fines militares , desde hace algún tiempo se contempla el uso de baterías de aluminio-aire para vehículos eléctricos , donde tendrían un potencial aproximadamente ocho veces mayor que el de una batería de iones de litio , por un peso significativamente menor.
La semirreacción de oxidación del ánodo es:
Al + 3OH - → Al (OH) 3+ 3er - (−2,31 voltios (V)).La semirreacción de reducción del cátodo es:
O 2+ 2H 2 O+ 4º - → 4OH - ( +0,40 V ).Por tanto, la reacción total es:
4Al + 3O 2+ 6H 2 O→ 4Al (OH) 3(+ 2,71 V ).Estas reacciones dan como resultado una diferencia de potencial de aproximadamente 1,2 V por celda. En la práctica, se obtiene cuando se usa hidróxido de potasio como electrolito, mientras que un electrolito a base de agua salada proporciona solo alrededor de 0,7 V por celda.
Las baterías de aluminio-aire son baterías primarias, es decir, no recargables . Una vez que el ánodo está cubierto con alúmina (Al 2 O 3), la batería ya no produce electricidad.
Se han probado diferentes tipos de acumuladores de aluminio-aire:
El uso de baterías de aluminio-aire se ha previsto durante algún tiempo para vehículos eléctricos , donde se dice que tienen aproximadamente ocho veces el potencial de una batería de iones de litio con un peso significativamente más ligero.
La hibridación reduce los costos y las pruebas de carretera de vehículos híbridos con baterías de aluminio-aire / plomo se informaron en 1989. En 1990, se presentó en Ontario una batería de aluminio-aire con motor híbrido de furgoneta-mini .
En 2002, Yang y Knickle investigaron el uso de aluminio como “combustible” para vehículos. Concluyen:
"El sistema de batería de Al / aire puede generar suficiente energía y potencia para velocidades y rangos de aceleración similares a los de los automóviles convencionales [...] el precio de un ánodo de aluminio puede ser tan bajo. Sólo 1,1 dólares estadounidenses / kg considerando que el -los productos se reciclan. La eficiencia total del combustible durante todo el ciclo a través del vehículo eléctrico (EV) puede ser del 15% (según la tecnología actual) o del 20% (proyección), comparable a la de los motores de combustión interna (ME), que es del 13%. La densidad de energía de la batería es actualmente de 1.300 Wh / kg y podría aumentarse a 2.000 Wh / kg . El costo es actualmente de $ 30 / kWh y podría reducirse a $ 29 / kWh . El análisis del ciclo de vida de las baterías de Al / aire se comparó con el de los vehículos eléctricos alimentados con baterías de plomo-ácido y níquel-metal (NiMh). Solo los vehículos eléctricos que funcionan con baterías de Al / aire pueden esperar obtener un alcance comparable al ME. A partir de este análisis, los vehículos eléctricos impulsados con un sistema Al / aire son los candidatos más prometedores en términos de alcance, precio de venta, precio del combustible y costo del ciclo de vida en comparación con ME. "
- Yang & Knickle, Diseño y análisis de sistema de batería de aluminio / aire para vehículos eléctricos
En marzo de 2013, la compañía Phinergy lanzó un video en el que se mostraba un automóvil eléctrico que usaba baterías de aluminio y aire, recorriendo 330 km usando un cátodo especial e hidróxido de potasio . El 27 de mayo de 2013, el canal de televisión israelí 10 presentó un automóvil con una batería de Phinergy instalada en la parte trasera, "alimentada" con agua "pura" y alegando poder recorrer 2.000 km antes de que no sea necesario el reemplazo del ánodo de aluminio. .
En febrero de 2014, Phinergy y Alcoa anunciaron una asociación para el desarrollo y comercialización de una batería de aluminio-aire para vehículos eléctricos con una autonomía de aproximadamente 1.600 km .