L'alluminio è meglio del litio: da Stanford una nuova batteria rivoluzionaria

[Redazione di Hardware Upg]

Link alla notizia: http://www.businessmagazine.it/news/...ria_56754.html

Un batteria agli ioni di alluminio è più sicura, economica e soprattutto ha una longevità maggiore delle batterie prodotte con le tecnologie attuali. I ricercatori di Stanford propongono un progetto con interessanti potenzialità commerciali

Click sul link per visualizzare la notizia.

[demon77]

Dal super eco che sta avendo questa notizia (ieri hanno pure fatto un servizio al tg) forse è la volta buona che vediamo delle novità concrete e applicate in ambito batterie oltre ai soliti annunci..

Purtroppo c'è il problema dei soli due volt di output..

[IlNiubbo]

L'articolo rispetto a quelli di ieri da qualche numero in più sull'energia stoccabile. C'è però qualche contraddizione:

Questo

una batteria in alluminio può contenere il triplo dell'energia di una controparte agli ioni di litio

E' in contraddizione con questo:

La densità di energia della batteria, di circa 40Wh per chilogrammo, è comparabile a quella delle batterie all'acido di piombo e alle batterie NiMH.

Tralasciando che l'acido di piombo non esiste (ma si parla di batterie Piombo-Acido, i due elementi distinti che le costituiscono), non è chiaro quindi cosa significa "controparte" visto che il problema delle batterie sui veicoli (e sui telefoni) è il peso relazionato alla carica.

Poi ho un dubbio: non capisco quale sia il problema dei 2V visto che si può fare una serie. Cosa mi perdo?

[sbudellaman]

anchio non ho capito, dite che può contenere il triplo dell'energia e poi dite che si limita ad un bassissimo 40wh per kg? Quando con gli ioni di litio stiamo sui 150-200 wh/kg ??
Allora SEMMAI UN TERZO!!
In tal caso questa tecnologia con cellulari o dispositivi portatili troverebbe ben pochi impieghi...

[MiKeLezZ]

Originariamente inviato da demon77

Dal super eco che sta avendo questa notizia (ieri hanno pure fatto un servizio al tg) forse è la volta buona che vediamo delle novità concrete e applicate in ambito batterie oltre ai soliti annunci..

Purtroppo c'è il problema dei soli due volt di output..

Una alternativa valida al litio (pur limitata) sarebbe una conquista eccezionale per l'intera umanità in quanto si avrebbero ripercussioni positive in tutti i campi tecnologici - primo fra tutti (per interesse) senza dubbio l'automobilistico.

Originariamente inviato da IlNiubbo

L'articolo rispetto a quelli di ieri da qualche numero in più sull'energia stoccabile. C'è però qualche contraddizione:

Questo

E' in contraddizione con questo:

Tralasciando che l'acido di piombo non esiste (ma si parla di batterie Piombo-Acido, i due elementi distinti che le costituiscono), non è chiaro quindi cosa significa "controparte" visto che il problema delle batterie sui veicoli (e sui telefoni) è il peso relazionato alla carica.

In effetti non ho capito neppure io, alla fine a parità di ingombri e peso queste nuove batterie contengono più o meno carica delle attuali al litio?

Poi ho un dubbio: non capisco quale sia il problema dei 2V visto che si può fare una serie. Cosa mi perdo?

Che una serie (in realtà, parallelo) non innalza il valore di tensione di uscita, ma viene utilizzata solo per aumentare la capacità.
Ogni tecnologia di batteria ha una tensione di uscita caratteristica (o meglio, un intorno della stessa, in quanto vi è un declino) e per quella al litio va da 2,7V a 4,2V, da qui il valore tipicamente standard di 3,65V.
Con 2V è difficile alimentare molti dispositivi elettronici attuali (anche se con la diminuzione della nanometria questo potrebbe presto non costituire più un problema, in quanto come conseguenza vi è una diminuzione della tensione di alimentazione) senza ricorrere all'utilizzo di un innalzatore di tensione (che deve essere a sua volta alimentato e quindi riduce la capacità reale della batteria).
Inoltre, ovviamente, a parità di mAh immagazzinati una stessa batteria che sia agli ioni di Li oppure a questi nuovi ioni di Al avrà energia immagazzinata diversa (1000mAh*2V=2Wh mentre 1000mAh*3,6V=3,6Wh).

[IlNiubbo]

Originariamente inviato da MiKeLezZ

Una alternativa valida al litio (pur limitata) sarebbe una conquista eccezionale per l'intera umanità in quanto si avrebbero ripercussioni positive in tutti i campi tecnologici - primo fra tutti (per interesse) senza dubbio l'automobilistico.

In effetti non ho capito neppure io, alla fine a parità di ingombri e peso queste nuove batterie contengono più o meno carica delle attuali al litio?

Che una serie (in realtà, parallelo) non innalza il valore di tensione di uscita, ma viene utilizzata solo per aumentare la capacità.
Ogni tecnologia di batteria ha una tensione di uscita caratteristica (o meglio, un intorno della stessa, in quanto vi è un declino) e per quella al litio va da 2,7V a 4,2V, da qui il valore tipicamente standard di 3,65V.
Con 2V è difficile alimentare molti dispositivi elettronici attuali (anche se con la diminuzione della nanometria questo potrebbe presto non costituire più un problema, in quanto come conseguenza vi è una diminuzione della tensione di alimentazione) senza ricorrere all'utilizzo di un innalzatore di tensione (che deve essere a sua volta alimentato e quindi riduce la capacità reale della batteria).
Inoltre, ovviamente, a parità di mAh immagazzinati una stessa batteria che sia agli ioni di Li oppure a questi nuovi ioni di Al avrà energia immagazzinata diversa (1000mAh*2V=2Wh mentre 1000mAh*3,6V=3,6Wh).

Allora il parallelo mantiene la stessa tensione(V), mentre aumenta la capacità (Ah), quindi anche l'energia (Wh) (ed anche la corrente massima e la corrente di carica ma questo ci interessa meno per ora)
Esempio
se metto in parallelo 3 elementi da 2V e 1000Ah ottengo una batteria da 2V e 3000Ah quindi abbiamo 6000Wh (2V x 3 elementi x 1000Ah)

La serie invece mantiene la capacità (Ah), mentre aumenta la tensione (V) e quindi l'energia (Wh)
Esempio
se metto in serie 3 elementi da 2V e 1000Ah ottengo una batteria da 6V e 1000Ah quindi abbiamo 6000Wh (2V x 3 elementi x 1000Ah - si la moltiplicazione è la stessa ed è giusta)




PS con 5A/grammo di corrente di carica per caricare una batteria di 1kg in un minuto ci vogliono 5kA... diventa questo il problema

[fraussantin]

Originariamente inviato da IlNiubbo

)

Poi ho un dubbio: non capisco quale sia il problema dei 2V visto che si può fare una serie. Cosa mi perdo?

Stessa cosa che ho detto ieri davanti al tv.

Ho si son bevuti qualcosa di peso al tg , o la serie non regge .
@mikelezz

Scusa ma non si possono mettere in parallelo delle serie di 3 batteria in modo da ottenere 6v x n celle?

[Darkon]

Originariamente inviato da IlNiubbo

Allora il parallelo mantiene la stessa tensione(V), mentre aumenta la capacità (Ah), quindi anche l'energia (Wh) (ed anche la corrente massima e la corrente di carica ma questo ci interessa meno per ora)
Esempio
se metto in parallelo 3 elementi da 2V e 1000Ah ottengo una batteria da 2V e 3000Ah quindi abbiamo 6000Wh (2V x 3 elementi x 1000Ah)

La serie invece mantiene la capacità (Ah), mentre aumenta la tensione (V) e quindi l'energia (Wh)
Esempio
se metto in serie 3 elementi da 2V e 1000Ah ottengo una batteria da 6V e 1000Ah quindi abbiamo 6000Wh (2V x 3 elementi x 1000Ah - si la moltiplicazione è la stessa ed è giusta)




PS con 5A/grammo di corrente di carica per caricare una batteria di 1kg in un minuto ci vogliono 5kA... diventa questo il problema

mmm Sai che figaa avere nel contatore di casa 5.000 ampere... mi domando come diventerebbero i cavi dell'impianto.

[X-ray guru]

Originariamente inviato da fraussantin

Scusa ma non si possono mettere in parallelo delle serie di 3 batteria in modo da ottenere 6v x n celle?

Certo, visto che le batterie delle automobili sono una serie di 6 celle da 2 V medi, 2,13 V a piena carica.

Il problema dei 2 V per cella non esiste proprio.

[X-ray guru]

Originariamente inviato da Darkon

mmm Sai che figaa avere nel contatore di casa 5.000 ampere... mi domando come diventerebbero i cavi dell'impianto.

Contando i 2 V della cella, 5.000 ampere sono "solo" 10 kW, una potenza che già puoi ordinare per il contatore di casa tua. Una "piccola" differenza che a casa tua arrivano 230 V, quindi gli ampere circolanti sono circa 100 volte meno che a 2 V.

Se è vero quello che hanno scritto, sono batterie usabili solo mettendo insieme una serie-parallelo di celle, in modo da arrivare sui 100 V ai morsetti, cosicché il caricatore può erogare correnti sopportabili dai cavi che si usano tutti i giorni.

C'è anche il tempo che conta.
Se portiamo i minuti a 10, sono già 500 A, valore molto alto ma già più maneggiabile.

[Cappej]

alluminio? tanta roba, non costerebbe una cippa... è un materiale facilmente reperibile!

2V sono davvero pochi... ma con una spolverata di GRAFENE arriveranno a veicolare un paio ci Gigavolts su cavi da 0.01 mm !

[Darkon]

Originariamente inviato da X-ray guru

Contando i 2 V della cella, 5.000 ampere sono "solo" 10 kW, una potenza che già puoi ordinare per il contatore di casa tua. Una "piccola" differenza che a casa tua arrivano 230 V, quindi gli ampere circolanti sono circa 100 volte meno che a 2 V.

Se è vero quello che hanno scritto, sono batterie usabili solo mettendo insieme una serie-parallelo di celle, in modo da arrivare sui 100 V ai morsetti, cosicché il caricatore può erogare correnti sopportabili dai cavi che si usano tutti i giorni.

C'è anche il tempo che conta.
Se portiamo i minuti a 10, sono già 500 A, valore molto alto ma già più maneggiabile.

Ok... solo che se alzo il contatore di casa a 10kW solo per l'aumento di potenza bimestralmente (a prescindere dai consumi) mi arrivano delle legnate che allo stesso prezzo compro batterie al litio una volta al mese e rinnovo tutto il parco batterie di casa.

[ThesSteve87]

Originariamente inviato da Cappej

alluminio? tanta roba, non costerebbe una cippa... è un materiale facilmente reperibile!

2V sono davvero pochi... ma con una spolverata di GRAFENE arriveranno a veicolare un paio ci Gigavolts su cavi da 0.01 mm !

ho pure io il vago presentimento che queste batterie in alluminio finiranno assieme al grafene nel cassonetto degli x-files vorrei davvero vederle realizzate e introdotte anche solo come prototipo nel mercato entro un anno

[IlNiubbo]

Originariamente inviato da X-ray guru

Contando i 2 V della cella, 5.000 ampere sono "solo" 10 kW, una potenza che già puoi ordinare per il contatore di casa tua. Una "piccola" differenza che a casa tua arrivano 230 V, quindi gli ampere circolanti sono circa 100 volte meno che a 2 V.

Se è vero quello che hanno scritto, sono batterie usabili solo mettendo insieme una serie-parallelo di celle, in modo da arrivare sui 100 V ai morsetti, cosicché il caricatore può erogare correnti sopportabili dai cavi che si usano tutti i giorni.

C'è anche il tempo che conta.
Se portiamo i minuti a 10, sono già 500 A, valore molto alto ma già più maneggiabile.

I 5kA sono un problema a prescindere che sia a monte o a valle del caricabatterie. Sono troppi per usare del cavo, di solito si trasportano in barra di rame o alluminio ma per potenze così piccole è uno spreco di materiale.

[X-ray guru]

Originariamente inviato da Darkon

Ok... solo che se alzo il contatore di casa a 10kW solo per l'aumento di potenza bimestralmente (a prescindere dai consumi) mi arrivano delle legnate che allo stesso prezzo compro batterie al litio una volta al mese e rinnovo tutto il parco batterie di casa.

Certo.
Se ti accontentassi di caricarla in 10 minuti invece che in uno, ti basta ed avanza quello attuale da 3,3 kW, visto che ti servirebbe "solo" 1 kW.

[X-ray guru]

Originariamente inviato da IlNiubbo

I 5kA sono un problema a prescindere che sia a monte o a valle del caricabatterie. Sono troppi per usare del cavo, di solito si trasportano in barra di rame o alluminio ma per potenze così piccole è uno spreco di materiale.

Certo, ma se usi una serie di 50 celle, per portare la tensione sui 100 V, a parità di tempo di carica (1 minuto), ti ci vogliono delle connessioni che sopportano 100 A, quindi fili grossi ma non chlogrammi di rame o alluminio. Se poi magari ti accontenti di caricare in 4 minuti, bastano 25A, cioè cavi da qualche mm2 di rame.

Sto pensando alle automobili elettriche o altre diavolerie simili, non certo ai telefoni cellulari.

[MiKeLezZ]

Originariamente inviato da X-ray guru

Certo, visto che le batterie delle automobili sono una serie di 6 celle da 2 V medi, 2,13 V a piena carica.

Il problema dei 2 V per cella non esiste proprio.

Bhe in ambito automobilistico dove lo spazio non è un problema hai certamente ragione

[IlNiubbo]

Originariamente inviato da X-ray guru

Certo, ma se usi una serie di 50 celle, per portare la tensione sui 100 V, a parità di tempo di carica (1 minuto), ti ci vogliono delle connessioni che sopportano 100 A, quindi fili grossi ma non chlogrammi di rame o alluminio. Se poi magari ti accontenti di caricare in 4 minuti, bastano 25A, cioè cavi da qualche mm2 di rame.

Sto pensando alle automobili elettriche o altre diavolerie simili, non certo ai telefoni cellulari.

Pardon, forse non mi ero spiegato bene, per potenze piccole intendo <1MW (megawatt - lavoro nel settore idroelettrico)

Comuque siamo d'accordo: non si faranno singole celle 2V da 1kg

[X-ray guru]

Originariamente inviato da MiKeLezZ

Bhe in ambito automobilistico dove lo spazio non è un problema hai certamente ragione

A parte che i processori moderni vanno tutti a 1,2 V, quindi avere i 3,3 V è più un'abitudine del passato che una reale esigenza.

In un telefono cellulare, in cui la lunghezza delle connessioni è minima, 2 V vanno più che bene, se tutta l'industria elettronica decidesse questo valore di alimentazione (2 V) come lo standard.

[MiKeLezZ]

Originariamente inviato da X-ray guru

A parte che i processori moderni vanno tutti a 1,2 V, quindi avere i 3,3 V è più un'abitudine del passato che una reale esigenza.

In un telefono cellulare, in cui la lunghezza delle connessioni è minima, 2 V vanno più che bene, se tutta l'industria elettronica decidesse questo valore di alimentazione (2 V) come lo standard.

Con 40Wh/kg servirebbero dispositivi 3 volte più grandi e pesanti, improponibile