211service.com
Een goedkopere batterij voor hybride auto's
De toekomstige markt voor hybride-elektrische voertuigen, althans die welke betaalbaar zijn, is niet per se geplaveid met lithium. Onderzoekers in Australië hebben een zogenaamde loodzuurbatterij op steroïden gemaakt, die even goed presteert als de nikkel-metaalhydridesystemen die in de meeste hybride auto's worden aangetroffen, maar tegen een fractie van de kosten.
Nog steeds gaande: Tests van een Honda Insight uitgerust met een nieuw type loodzuuraccu toonden aan dat het hybride voertuig meer dan 100.000 mijl kan rijden met behulp van de nieuwe technologie.
De zogenaamde UltraBattery combineert 150 jaar oude loodzuurtechnologie met supercondensatoren, elektronische apparaten die snel grote uitbarstingen van energie kunnen absorberen en vrijgeven gedurende miljoenen cycli zonder noemenswaardige degradatie. Als gevolg hiervan gaat de nieuwe batterij minstens vier keer langer mee dan conventionele loodzuurbatterijen, en de makers zeggen dat hij kan worden geproduceerd tegen een kwart van de kosten van bestaande hybride-elektrische batterijpakketten.
Vorige week in het Verenigd Koninkrijk heeft een Honda Insight-hybride aangedreven door het UltraBattery-systeem 100.000 mijl afgelegd op een testbaan. De batterijen waren aan het einde van de test nog in perfecte staat, zegt David Lamb, hoofd van het onderzoek naar emissiearm transport bij de Commonwealth wetenschappelijke en industriële onderzoeksorganisatie (CSIRO), het nationale wetenschappelijke agentschap van Australië. Wat we hebben is een loodzuuraccu die mooi en goedkoop is, maar even goed of beter kan presteren dan de nikkel-metaalhydridetechnologie, waarvan we weten dat die erg duur is.
Loodzuurbatterijen, uitgevonden door de Franse natuurkundige Gaston Plante in 1859, krijgen tegenwoordig niet veel respect, ondanks dat ze een cruciaal onderdeel zijn onder de motorkap van de meeste voertuigen. Ze bevatten lood, dus milieuactivisten houden er niet van. Ze zijn zwaar voor de energie die ze opslaan - een slechte eigenschap voor mobiele toepassingen. En ze degraderen gemakkelijk als ze niet goed worden gefietst. Er zijn in de afgelopen decennia inderdaad geen grote vorderingen gemaakt in de technologie.
Ondertussen trekt een nieuwere generatie batterijen, met name lithium-ionbatterijen, de aandacht van investeerders en autofabrikanten. Velen hebben geprobeerd de loodzuuraccu te verbeteren, maar de verbeteringen waren meestal niet zo groot of de extra kosten waard, zegt Malcolm Shemmans, oprichter en president van BET Services, een leverancier van batterijtestdiensten voor de auto-industrie.
Om enkele tekortkomingen van de loodzuurtechnologie te compenseren, hebben velen in het verleden geprobeerd de batterijen aan te vullen met supercondensatoren. Eind jaren negentig hielp Lamb bijvoorbeeld bij het ontwerpen van twee hybride auto's die een 60-volt loodzuurpakket en een afzonderlijk 150-volt supercondensatorpakket gebruikten. Dankzij het loodzuursysteem konden de voertuigen in de stad volledig elektrisch rijden, terwijl de supercondensatoren de auto's de schok gaven die nodig was voor acceleratie en het vermogen om snel energie van het remmen te absorberen.
De auto's werkten goed, maar alle vermogenselektronica die nodig was om de twee aandrijfsystemen te besturen, was zwaar en onbetaalbaar. In plaats van de loodzuuraccu's en supercondensatoren als afzonderlijke systemen te behandelen, besloot het team van Lamb om de noodzaak voor alle externe elektronica te elimineren en in plaats daarvan de supercondensatoren rechtstreeks in de accu te bouwen. In wezen was een van de platen (de negatieve elektrode) in de loodzuuraccu voor de helft gemaakt van lood en de helft van koolstof, waardoor de batterij een supercondensator-loodzuurhybride werd.
CSIRO bracht het ontwerp naar de Japanse batterijfabrikant Furukawa Battery Company, die potentieel zag in de technologie. Na drie jaar samenwerking kwamen de twee organisaties tot de conclusie dat ze de UltraBattery net zo konden produceren als conventionele loodzuuraccu's en tegen vergelijkbare kosten.
In de tussentijd, Axion Power International , in New Castle, PA, heeft ook een nieuw type loodzuuraccu ontwikkeld. Edward Buiel, chief technical officer bij Axion, zegt dat loodzuurbatterijen een belangrijke rol kunnen spelen in de toekomst van transport en energievoorziening. Helaas, voegt hij eraan toe, zien de autofabrikanten het potentieel niet. Als je geen lithium-ion of nikkel-metaalhydride bent, zijn ze niet geïnteresseerd. Het is frustrerend.
Buiel zegt dat de typische kosten van een nikkel-metaalhydride-aggregaat $ 2.000 zijn, en bijna $ 5.000 in de detailhandel. Een vergelijkbaar loodzuur zou in het bereik van $ 1.000 in een laag volume kunnen zijn, en aanzienlijk minder in een hoog volume, zegt hij. Het is een batterij waarmee de consument genoeg brandstof kan besparen voor een terugverdientijd in een jaar of twee.
Ondanks de onwil van de auto-industrie om de technologie te omarmen, is Lamb ervan overtuigd dat er tegen 2010 enkele hybride auto's van Japanse makelij op de markt zullen zijn die de UltraBattery-optie aanbieden.
Maar misschien heeft Axion er iets over te zeggen. We denken zeker dat deze technologie een uitstekende keuze is voor hybride-elektrische voertuigen, zegt Buiel. Er is veel intellectueel eigendom op dit gebied en het meeste is eigendom van Axion. Het is duidelijk dat als we vinden dat iemand ons patent schendt, we dat krachtig zullen verdedigen. Hij zegt dat Axion van plan is om dit jaar een demonstratieproject in Noord-Amerika te lanceren dat tientallen hybride voertuigen zal testen die zijn uitgerust met lood-koolstofbatterijen.