Se for deg å dra opp til en bensinstasjon, åpne tanken din og trekke ut dysen til drivstoffdispenseren. Men i stedet for gass kommer det ut en blanding av vann og alkohol. I stedet for å fylle drivstofftanken, lader blandingen batteriet til elbilen din - øyeblikkelig.
Relatert innhold
- Fem spørsmål du bør ha om Californias nye Tesla-drevne batteribank
Dette er drømmen til John Cushman, en forsker fra Purdue University som har utviklet et "øyeblikkelig oppladbart" batteri for elbiler. Cushmans metode bruker vann, etanol (samme type alkohol du finner i alkoholholdige drikker), salt og oppløste metaller. Det ville tillate elbileiere å lade bilene sine raskt og enkelt ved å bruke eksisterende bensinstasjoner omgjort til batteri ladestasjoner.
"Vi prøvde å finne en miljøvennlig og økonomisk måte å drive mobile kjøretøy på som biler og lastebiler og golfbiler, og gjør det på en måte som du ikke trenger å sitte der og koble til bilen din i X antall timer, Sier Cushman.
Batteriet er et eksempel på et "strømningsbatteri", som bruker to kjemiske forbindelser oppløst i væsker for å danne positive og negativt ladede sider. Væskene pumpes inn i en battericelle som konverterer den kjemiske energien til elektrisk energi. Vanligvis bruker strømningsbatterier membraner for å skille de to væskene. Men Cushmans batteri bruker vann og etanol og salt for å tvinge vannet og etanolen til å skille seg i to lag, uten at det trenger noen membran. Dette gir batteriet en fordel i forhold til tradisjonelle strømningsbatterier, sier Cushman, siden membraner ofte er det svake leddet.
"Membraner har en tendens til å bryte sammen, og når de bryter ned batterihortsen, " sier han.
Denne metoden gjør det mulig å bygge et system med nok energi per volum til å drive en bil.
"Jeg vet ikke om vi kan matche det de har i litiumbatterier, men det trenger vi ikke, " sier Cushman. "Vi tror faktisk vi har nok strøm tilgjengelig til å akselerere en lett bil ganske raskt - men kanskje ikke så raskt som 0 til 60 på fire sekunder. Hvem trenger egentlig den typen akselerasjon? De fleste bensindrevne biler kommer ikke i nærheten."
Mens elbiler vokser i popularitet, er lading et flerårig problem. Tesla, hvis Model S er den mest solgte elbilen i Amerika, er avhengig av et nettverk av destinasjonsladestasjoner der sjåførene kan planlegge å være i flere timer eller over natten, eller supercharger-stasjoner, som lader biler på omtrent 30 minutter. Avhengig av hvor du kjører, kan disse stasjonene være få og langt mellom. Enorme Midtvestlige stater som Kansas og Missouri har bare en håndfull, for eksempel. Dette betyr at en langtur i en Tesla tar nøye planlegging. Frykten for å gå tom for lading langt fra en ladestasjon er så vanlig blant elbilførere at den til og med har fått et navn: 'rekkeviddeangst'.
Cushman ser for seg bensinstasjoner som kan konverteres til å være batteridrivstoffstasjoner, kanskje en pumpe om gangen når etterspørselen ryker opp. Stasjoner kan bruke sin eksisterende infrastruktur og transportkjede for elektrolyttvæsken.
"Petroleumsselskapene ønsker ikke å se alle bensinstasjonene som ligger ved veien, " sier Cushman. ”Vi kan pumpe elektrolyttene våre gjennom de eksisterende rørledningene. Det er ikke noe farlig; det hele er biologisk nedbrytbart. ”
De brukte elektrolyttene kunne dumpes i lagringstanker på bensinstasjoner og sendes til et raffineri, ideelt sett en drevet av ren solenergi eller vindenergi. Der kan den rekonstitueres og sendes tilbake til bensinstasjoner.
"Det er et lukket sløyfesystem, " sier Cushman.
Cushman og teamet hans, som har stiftet et selskap som heter Ifbattery LLC for å kommersialisere teknologien, er for tiden i samtaler med militæret om å bruke batteriteknologien til å drive stille, stealthy kjøretøyer med lite varmesignatur for å tiltrekke fiendens oppmerksomhet. De ønsker også å bygge større prototyper og samarbeide med produksjonspartnere for etter hvert å bringe batteriene til det sivile markedet. Cushman mener det er en "betydelig mulighet" for at teknologien vil være utbredt på amerikanske veier om et tiår, men nøler med å komme med spådommer.
Selv om det finnes en rekke flytebatterieteknologier der ute, har de kjempet for å komme på markedet, og når de gjør det, har de hatt vanskelig for å konkurrere med de mye mer etablerte litiumionbatteriene. "[P] kunsten med problemet med strømningsbatterier er at de fleste fremskrittene hittil har skjedd i laboratoriet, " skriver Peter Maloney i Utility Dive, et nyhetsbrev som dekker verktøyindustrien. "Li-ion-batterier har derimot en lang oversikt over installasjoner i felt fra alt fra datamaskiner og smarttelefoner til elektriske kjøretøy og nettverkstilkoblede lagringsanlegg med megawatt skala."
Men fremskritt som Cushmans kan endre ligningen. Pris vil også være en faktor - tidligere strømningsbatterier har hatt en tendens til å bruke relativt kostbare metaller som vanadium. Cushmans batteri bruker vann, etanol, salt og billig aluminium eller sink.
"Mitt ansvar var å drive med kjemi, " sier Cushman. "Det er nå bare et lite skritt å lage et kommersielt levedyktig produkt."
