Многоразовый алюминий-воздушный элемент

[Максим0]

В статьях рассказывается о зарядке элементов алюминиевыми пластинами, но это не удобно. Порошок можно подавать через шланг как на обычной заправке. Кроме того отходы должны высыпаться на дорогу в виде порошка, по ходу езды, иначе потом с ними нужно будет возится водителю. Это достижимо? Упоминается, что теоретическая плотность Ал-воздушного элемента 8400 Вт-ч/кг, а практическая всего 300-350. За счет чего такая разница? Там конечно есть еще электролит, но сколько же его?!

 

В книге, по вашей ссылке, говорится, что: "Электрический КПД воздушно-алюминиевого элемента составляет 45-50%. Остальная энергия алюминия выделяется в виде тепла". Раньше я не раз встречал, что КПД - 80%.

По мне так это - сон разума:

Сначало сжигают топливо в двигателе на электростанции, потом вращательную мощность преобразуют в постоянный ток, потом получают алюминий, потом его доставляют автомобилисту, потом сжигают в батарее, потом вращают электродвигателем колёса.

Почему бы просто не переставить двигатель с электростанции на автомобиль?

А какие металлы можно в принципе восстановить из оксидов без больших проблем? Железо, кальций? У железно-воздушного получилась бы приличная энергоемкость...

В википедии упоминается железно-воздушный аккумулятор, но это наверное не то, там процесс идет с образованием гидроксидов и емкость всего 90—135 Вт·ч/кг.

 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BE-%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D1%83%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80

С железом и кальцием дохлый номер. Твёрдофазно-твёрдофазные реакции протекают за геологические времена.

Цинк пожалуй углеродом восстанавливается с умеренными проблемами. Всё прочее - или с неумеренными проблемами, или с более низкой плотностью энергии.

[Vlad123]

По мне так это - сон разума:

Сначало сжигают топливо в двигателе на электростанции, потом вращательную мощность преобразуют в постоянный ток, потом получают алюминий, потом его доставляют автомобилисту, потом сжигают в батарее, потом вращают электродвигателем колёса.

Почему бы просто не переставить двигатель с электростанции на автомобиль?

С железом и кальцием дохлый номер. Твёрдофазно-твёрдофазные реакции протекают за геологические времена.

Цинк пожалуй углеродом восстанавливается с умеренными проблемами. Всё прочее - или с неумеренными проблемами, или с более низкой плотностью энергии.

1) Смотря о каких странах говорить. В США, к примеру, транспорт потребляет 30% всей вырабатываемой в стране энергии. КПД электромобиля где-то в 3 раза выше чем у авто с ДВС. Т.е. если перевести весь транспорт на электричество, он будет потреблять всего 10% от общей энергии. Значит, построить на такое количество новых АЭС, ГЭС, ВЭС, ГеоАС.

КПД получения алюминия из алюминиевой руды=90%.

 

2) А разве в цинк-воздушных ак-ах используется углерод? С классическим электролитом (кислотным?) их можно перезаряжать очень осторожно и умеренное количество раз. Планируется использование ионных жидкостей. Где проходит грань между металлами которые можно восстановить электролизом (цинк) и теми которые нельзя (все остальные)? Созданы вроде еще натрий-воздушные, но там ограниченное число циклов...

 http://energysafe.ru/energy_conservation/batteries_ups/natriy-vozdushnye-batarei-perspektivnee-litiy-vozdushnyh.html

Изменено 9 Июня, 2016 в 10:26 пользователем Vlad123

[Максим0]

1) Смотря о каких странах говорить. В США, к примеру, транспорт потребляет 30% всей вырабатываемой в стране энергии. КПД электромобиля где-то в 3 раза выше чем у авто с ДВС. Т.е. если перевести весь транспорт на электричество, он будет потреблять всего 10% от общей энергии. Значит, построить на такое количество новых АЭС, ГЭС, ВЭС, ГеоАС.

2) А разве в цинк-воздушных ак-ах используется углерод? С классическим электролитом (кислотным?) их можно перезаряжать очень осторожно и умеренное количество раз. Планируется использование ионных жидкостей. Где проходит грань между металлами которые можно восстановить электролизом (цинк) и теми которые нельзя (все остальные)? Созданы вроде еще натрий-воздушные, но там ограниченное число циклов...

А вы учли КПД ТЭС (основные нынче генерирующие мощности) при расчёте КПД электромобиля?

В отличии от сна разума - электромобилей, по-моему за гибридными автомобилями большое будущее:

Основная часть расходуемой энергии минует электрические преобразования, а мощность двигателя намного ниже при тех же ТТХ.

[Vlad123]

А вы учли КПД ТЭС (основные нынче генерирующие мощности) при расчёте КПД электромобиля?

В отличии от сна разума - электромобилей, по-моему за гибридными автомобилями большое будущее:

Основная часть расходуемой энергии минует электрические преобразования, а мощность двигателя намного ниже при тех же ТТХ.

А разве только ТЭС? Во Франции около 80% всей электроэнергии производится на АЭС. В Германии до 100%, периодически, за счет возобновимых источников (солнце, ветер, вода). Кроме того, уголь и газ во много раз дешевле бензина. Так же, неиспользуемые ночью мощности АЭС, ГЭС.

Много где в мире алюминий можно дешево производить ближе к дешевым источникам энергии - гидро, ветро, геотермальная, а затем транспортировать на рудовозах к месту потребления.

Изменено 9 Июня, 2016 в 10:42 пользователем Vlad123

[Максим0]

А разве только ТЭС? Во Франции около 80% всей электроэнергии производится на АЭС. В Германии до 100%, периодически, за счет возобновимых источников (солнце, ветер, вода). Кроме того, уголь и газ во много раз дешевле бензина. Так же, неиспользуемые ночью мощности АЭС, ГЭС.

Много где в мире алюминий можно дешево производить ближе к дешевым источникам энергии - гидро, ветро, геотермальная, а затем транспортировать на рудовозах к месту потребления.

Предлагаете бокситы разбазарить? Мы живём не во Франциях с Германиями!

Согласен про газ - правильный гибридник должен ездить на диметиловом эфире - у него и ОЧ прекрасное.

[Vlad123]

Предлагаете бокситы разбазарить? Мы живём не во Франциях с Германиями!

Согласен про газ - правильный гибридник должен ездить на диметиловом эфире - у него и ОЧ прекрасное.

1) Алюминий составляет 8% земной коры по весу. Глины мало? А переработка автомобильных отходов? Это же чистый оксид.

 

2) Насчет газа я тоже согласен, но тогда лучше метан. Зачем нужен ДМЭ?

 

3) Гибриды - неплохая вещь, но пока не придумали накопителя энергии, который бы сделал полноценные гибриды доступными. Для этого нужен недорогой и долговечный ак-ор с плотностью энергии хотя бы в 400-500 Вт*ч/кг. Пока этого нет и близко.

Изменено 9 Июня, 2016 в 11:25 пользователем Vlad123

[Максим0]

1) Алюминий составляет 8% земной коры по весу. Глины мало? А переработка автомобильных отходов? Это же чистый оксид.

2) Насчет газа я тоже согласен, но тогда лучше метан. Зачем нужен ДМЭ?

3) Гибриды - неплохая вещь, но пока не придумали накопителя энергии, который бы сделал полноценные гибриды доступными. Для этого нужен недорогой и долговечный ак-ор с плотностью энергии хотя бы в 400-500 Вт*ч/кг. Пока этого нет и близко.

Затем что в плане сжижаемости он промежуточный между пропаном и бутаном, а также с высоким выходом получается из метана.

Для чего так много? У гибрида задача аккумулятора - отдать энергию для старта и накопить при торможении, и не более того. Для машины массой в тонну набирающей за минуту с ускорением 5 м/с² скорость 30 м/с (в городе больше и не нужно, а на междугородних трассах часто ускорятся/тормозить не нужно) требуется аккумулятор емкостью всего 125 Вт*ч, мощностью 15 кВт. Почему этому аккумулятору нельзя весить скажем 10 кг?

[Vlad123]

Затем что в плане сжижаемости он промежуточный между пропаном и бутаном, а также с высоким выходом получается из метана.

Для чего так много? У гибрида задача аккумулятора - отдать энергию для старта и накопить при торможении, и не более того. Для машины массой в тонну набирающей за минуту с ускорением 5 м/с² скорость 30 м/с (в городе больше и не нужно, а на междугородних трассах часто ускорятся/тормозить не нужно) требуется аккумулятор емкостью всего 125 Вт*ч, мощностью 15 кВт. Почему этому аккумулятору нельзя весить скажем 10 кг?

1) У сжиженного метана емкость на литр даже выше чем у ДМЭ, а компримированный метан можно сжигать в двухтопливных авто, не заботясь о дальности пробега. Заправляться же от домашних компрессоров подключенных к обычной газовой сети. Дешевизна! Метана полно и природного и из биомассы/водорослей гнать можно. А ДМЭ? Природных источников нет, заправки нужно строить. В несколько раз дороже чем метан. Пробег маленький. Значит опять же нужно или двухтопливное авто или полноценный гибрид, которых пока нет в природе.

 

2) Ну и сколько топлива вы думаете сэкономить только на рекуперации торможения + отсутствии холостого хода? 20%? Вот полноценный гибрид (с пробегом на электричестве в 100 км) позволил бы сэкономить 90% топлива в густонаселенных странах. В России не знаю.

Какой из современных ак-ов имеет мощность 15 кВт при весе 10 кг? Очень продвинутый, наверное.

 

3) У ДМЭ не октановое число высокое, а наоборот цетановое, что хорошо как раз для дизелей. Но сколько водителей хотят иметь дизельное авто?

Изменено 9 Июня, 2016 в 13:19 пользователем Vlad123

[Максим0]

1) У сжиженного метана емкость на литр даже выше чем у ДМЭ, а компримированный метан можно сжигать в двухтопливных авто, не заботясь о дальности пробега. Заправляться же от домашних компрессоров подключенных к обычной газовой сети. Дешевизна! Метана полно и природного и из биомассы/водорослей гнать можно. А ДМЭ? Природных источников нет, заправки нужно строить. В несколько раз дороже чем метан. Пробег маленький. Значит опять же нужно или двухтопливное авто или полноценный гибрид, которых пока нет в природе.

2) Ну и сколько топлива вы думаете сэкономить только на рекуперации торможения + отсутствии холостого хода? 20%? Вот полноценный гибрид (с пробегом на электричестве в 100 км) позволил бы сэкономить 90% топлива в густонаселенных странах. В России не знаю.

Какой из современных ак-ов имеет мощность 15 кВт при весе 10 кг? Очень продвинутый, наверное.

3) У ДМЭ не октановое число высокое, а наоборот цетановое, что хорошо как раз для дизелей. Но сколько водителей хотят иметь дизельное авто?

1) А сколько потребуется энергии для охлаждения метана в баке машины оставленной на ночь? Диметиловый эфир получается в две реакции из метана с выходом 90% от теоретического. По сравнению с метаном для стационарных потребителей калория в диметиловом эфире будет дороже всего вдвое, а для подвижных небольших потребителей - намного дешевле из-за отсутствия трат а охлаждение.

2) На примере Linkoln MKZ Hybrid достигнута экономия 25-55%, в среднем 45%. И эта цифра честная, а не фальшивые 100% электромобилей. Экологичного электричества пока мало. В будущем можно ожидать средней экономии 50-60%.

Потом идут исследования топливных элементов на диметиловом эфире, а их КПД может достигнуть и 80%. Тогда правда и на газовых электростанциях достигнут 0,75*0,8*0,9=0,54 54% КПД!

3)Полностью согласен. А фиг его знает - у дизеля, как у медали две стороны.

[Vlad123]

1) А сколько потребуется энергии для охлаждения метана в баке машины оставленной на ночь?

 

В сжиженном виде метан можно хранить 5-6 дней в термоизолированном контейнере с минимальными потерями. С сжатом виде - без потерь.

    

Диметиловый эфир получается в две реакции из метана с выходом 90% от теоретического. По сравнению с метаном для стационарных потребителей калория в диметиловом эфире будет дороже всего вдвое, а для подвижных небольших потребителей - намного дешевле из-за отсутствия трат а охлаждение.​

 

Нельзя ли ссылку на выход в 90%. Невероятно. Но метаном можно заправляться от домашней сети за копейки и никакой ДМЭ с этим в сравнение не идет. Кроме того, кто сказал, что ДМЭ будут продавать по себестоимости?

   

2) На примере Linkoln MKZ Hybrid достигнута экономия 25-55%, в среднем 45%. И эта цифра честная

 

Не верится. Нельзя ли ссылку? И это рассчитано для идеальных дорог, которых нет почти нигде? Реклама гибридов пестрит подобными преувеличениями. Впрочем, цифра в 25% может быть близка к реальности. Но он наверно маломощный, медленно разгоняется и ездит, имеет дв. Аткинсона, что-то достигнуто за счет аэродинамики...

   

Потом идут исследования топливных элементов на диметиловом эфире, а их КПД может достигнуть и 80%.

 

Чушь. КПД на ДМЭ в принципе должен быть намного меньше чем у водородных (45%), хотя бы потому, что весь углерод из ДМЭ бес толку теряется + потери на реформинг. Значит КПД должен быть менее 25%.