Je to ryzí příběh napínavé vědy. Nejprve naprostá náhoda, nečekaný objev při výzkumu něčeho jiného. Při vojenském výzkumu, jak jinak. A po objevu by mohly následovat převratné aplikace, které ve svém důsledku změní náš každodenní život. Asi takový byl nedávný objev nové slitiny hliníku, která velmi neobvykle reaguje s vodou.
Tato slitina by se časem mohla stát základem převratných palivových článků, v nichž se bude vodík vyvíjet z vody. Mohly by se objevit rozmanité aplikace, jejichž úspěch by změnil trh s energiemi a přinesl zajímavou alternativu k dnešním kapalným palivům a bateriím. Velká výhoda této nové technologie je v tom, že dovoluje stavět velmi kompaktní zařízení. Díky tomu by se nanohliník mohl skvěle uplatnit všude tam, kde jde o hmotnost výsledného zařízení nebo tam, kde lze předpokládat dlouhý provoz.
K průlomovému objevu došlo letos v lednu, když badatelé výzkumné laboratoře U. S. Army Research Laboratory v Aberdeen Proving Ground, stát Maryland pracovali na vývoji velmi pevné slitiny. Anit Giri a jeho kolegové nový materiál intenzivně testovali a během rutinního testu na něj nalili vodu. Pak se nestačili divit. Voda najednou začala bublat a ukázalo se, že v ní bouřlivě vzniká vodík. Musel to být šok.
Normální hliník tohle nedělá. Když je hliník vystavený působení vody, tak rychle zoxiduje a vytvoří se na něm povlak, který zabrání dalším reakcím. Jenomže nová slitina reagovat nepřestává. Giri s kolegy v rámci testování nové slitiny vyřešili starý problém vodíkových technologií.
Vodík je už dlouho zajímavým kandidátem pro čistou energetiku. Jeho použití ale doprovázejí závažné problémy. Je obtížné vodík skladovat a také s ním hýbat. Vždy jsou problémy se stlačováním vodíku a jeho transportem. Kdo kdy viděl explozi vodíku, tak jistě uzná, že není radno tento náladový plyn podceňovat.
Jestli ale zmíněná slitina hliníku takto krásně reaguje s vodou a vyrábí vodík, tak to úplně mění situaci. Převážet a skladovat hliník nebo vodu je totiž dost snadné. Obě tyto látky jsou obstojně stabilní. O těchto sklonech hliníku se ví již dlouho. Ale předešlé pokusy o využití hliníku tímto způsobem skončily neúspěchem. Tyto reakce dříve vyžadovaly vysoké teploty anebo katalyzátory, a ještě ke všemu byly pomalé a nepříliš výnosné. Vodík při nich vznikal celé hodiny a účinnost reakce byla jen kolem 50 procent.
Nová slitina, kterou si teď objevitelé patentují, má podobu prášku, který obsahuje zrnka tvořené hliníkem a dalším kovem, uspořádanými ve specifické nanostruktuře. Když se tenhle prášek zaleje vodou, tak vznikne spousta vodíku, který se objeví do 3 minut s takřka 100 procentní účinností. Materiál by mohl poskytnout o řád více energie, nežli lithiová baterie stejné velikosti.
Giri a spol. jsou vojáci, takže novou slitinu použili k pohonu RC modelu tanku Abrams. Podle nich v zásadě nic nebrání zahájení výroby stovek tun nové slitiny. Je možné ji vyrábět z hliníkového šrotu, který je relativně levný. Se slitinou prý lze pohánět v podstatě cokoliv, od notebooku až po autobus nebo tank. Aby toho nebylo málo, slitinou je rovněž možné tisknout na 3D tiskárně. Už teď si lze představit malé a levné roboty, které budou jako palivo využívat vlastní konstrukci až do svého zničení. Blíží se doba sebekanibalizujících robotů, kteří se uplatní na jednorázových výzvědných misích a nezůstane po nich ani stopa?
Literatura
New Scientist 3. 8. 2017.
Jak z oxidu uhličitého vykouzlit metanol?
Autor: Stanislav Mihulka (11.02.2016)
Nová důmyslná molekula recykluje oxid uhličitý z atmosféry jako divá
Autor: Stanislav Mihulka (18.03.2017)
Nový pevný katalyzátor exceluje v rozkládání vody na vodík a kyslík
Autor: Stanislav Mihulka (03.08.2017)
Diskuze:
Je to nanohliník nebo pomletá intermetalická sloučenina cca Al3Li; Al3Ca2; či Al3Mg2?
Josef Hrncirik,2017-08-15 09:31:05
I Mg vařen s vodou "vyrábí" H2.
cínovec
Libor Tomáš,2017-08-12 14:54:45
Tak šup, šup je třeba začít těžit to lithium na cínovci jinak se za pár let může stát, že bude asi tak užitečné jako lom na pazourek.
Mimochodem vyjde tak slitina levněji než benzín zatížený obří spotřební daní?
Zase jednou ptákovina.
jaroslav mácha,2017-08-09 23:07:33
Rozklad vody hliníkem katalyzuje rtuť. Stopa soli rtuti vyvolá na povrchu slitiny hliníku tvorbu Al2O3 díky vodě ze vzdušné vlhkosti- můžete si to zkusit. Na začátku dvacátého století se tímto způsobem plnily balony vodíkem. Jako forma hliníku postačí hliníkové piliny či hobliny. Nanno triky jsou k ničemu.
Re: Zase jednou ptákovina.
Florian Stanislav,2017-08-11 18:33:39
Ano, oxidaci hliníku ( to je reakci s kyslíkem) katalyzují sloučeniny rtuťnaté, které rozpustí souvislou vrstvu Al2O3 na povrchu, která brání hlubší oxidaci. Rozkladem vody by vznikal Al(OH)3. Hliníková mince pokápnutá HgCl2 se oxiduje zhruba na 1-2 cm vysoký bílý kopeček A2O3 během tak minuty. Když se otře, tak ještě jednou asi na 1-2 mm nízký povlak. V 1 m3 vzduchu je ( podle teploty) asi 15 g vodních par, tedy v 1 litru asi 15 mg vodních par, v kontaktu s mincí jen několik ml vzduchu, takže vodními parami to asi nebude. V l litru vzduchu je asi 300 mg kyslíku. Hliník má vysokou afinitu ke kyslíku.
Nemyslím, že při uvedené reakci a běžným hliníkem katalyzované Hg2+ se vyvíjí vodík. Prostě není rozumný důvod takto vodík získávat pro balony, když dobře funguje reakce práškový hliník + NaOH, která vodík vyvíjí.
Na počátku 20. století byl hliník vzácný, vyrábí se prakticky pouze elektrolýzou. Myslím roku 1907 dostal D.I.Mendělejev hliníkový pohár jako uznání zásluh za chemii na kongresu v Petrohradě.
Re: Zase jednou ptákovina.
Florian Stanislav,2017-08-15 22:44:08
Na novinkách
https://www.novinky.cz/auto/446229-vynalezci-uz-prisli-na-to-jak-jezdit-na-vodu.html
vyrábí nanohliník z vody vodík a kyslík (!). Údajně 1 kg nanohliníku dá 220 kWh energie. Což podle rovnice reakce hliníku s vodou přes výrobu vodíku nedá, nejspíš je ve slitině i Li a Mg.
„Stačí tři minuty, aby se chemická reakce rozeběhla úplně, a to s účinností 100 %,“ říká doktor Anit Giri, vedoucí laboratorního výzkumu. „Podle našich výzkumů může jeden kilogram hliníkového prášku vyprodukovat během tří minut 220 kW energie.“
Re: Re: Zase jednou ptákovina.
Josef Hrncirik,2017-08-16 13:37:27
Rómský doktor (vedoucí laboratoře) neví, že z 1 kg vodíku (získaného z 9 kg hliníku) lze získat max. energii 34 kWh, prakticky však spíše jen 20 kWh.
Výrok: "Po 3´ se reakce rozběhne a to s účinností 100%..."
nedává s účinností 100% úplně vůbec žádný smysl,
spíš budí hrůzu jak reakci regulovat či zastavit a jaké ztráty to nutně přináší.
Při výrobě 1 kg hliníku je sice spotřebováno minimálně cca 15 kWh a spáleno 0,67 kg uhlíkových anod, ale vrátit z vyrobeného hliníku lze jen malý podíl těchto energií.
Účinnost elektrolýzy je kvůli nutnému přepětí při velkých proudech při výrobě nízká
a naopak při rozpuštění vyrobeného hliníku jako anody v nouzovém článku nebo při jeho spálení (v pyrotechnice) lze získat maximálně jen 5,3 kWh/kg hliníku.
S takovými armádními výzkumníky to nevyhrajeme.
Ekologicky cenná je však strategie použít Abrams ze slabě paramagnetické superpevné Al slitiny v kurské magnetické anomalii a po jejich autokanibalizaci vodou v podzimních deštích je nechat beze stopy zmizet v bahně boehmitu (Al(OH)3.
Při pohledu ze zámoří to nemá chybičku.
Teď už to chce jen pořádný palivový článek, ze kterého se nevalí pára jak z lokomotivy.
Jako nouzové články armáda používá Mg + 2 CuCl = MgCl2 + 2 Cu, které se aktivují nalitím vody (slané).
S Al to kvůli pasivaci nefunguje a principiálně to má menší napětí, (i jen poloviční, pokud to bublá vodík) a je to katastrofa, pokud to bublá i bez odběru proudu.
záver
Bluke .,2017-08-08 11:12:21
Síce som to celé prečítal , ale " ani srnka netuší ,kde je pravda skrytá " vo vašich príspevkoch.
Chcelo by to fundovanú rekapituláciu.
Prostý a dávno známý rozklad vody kovem.
Radim Polášek,2017-08-06 21:21:52
Se divím, že autor pan Mihulka, bezesporu vědecky velice fundovaný člověk, nepřidal k tomuto bulvárnímu a nevědeckému článku, když už ho zveřejnil na Oslu, minimálně nějaký vysvětlující komentář.
Nejedná se totiž o žádné převratné palivové články, které by mohly vyvolat převrat v energetice.
Jedná se o prostý rozklad vody kovem, který se tím mění v oxid nebo hydroxid. Jediný objev je objevení slitiny, na které se nevytváří tvrdý a odolný ochranný povlak oxidu hlinitého, který jinak chrání hliník a hliníkové slitiny před touto velmi rychlou oxidaci hliníku.
Význam v energetice to má malý, protože nejdřív je nutné vynaložením velkého množství energie ten hliník vyrobit. Misto hliníku je jinak možné použít spousty dalšícjh kovů, některé vcelku, jiné je třeba rozmělnit na prášek. Alkalické kovy, kovy alkalických zemin, železo, zinek, křemík a spousta dalších.
Význam to může mít ve vojenství a všude, kde je třeba přenosný odolný zdroj vodíku třeba na plnění balónů nebo na palivo, který může být dražší.
Reakce, tady vznikajícího tepla, využívali za války už hitlerovci v takzvaných samoohřívacích konzervách. Ty měly v dvojitých stěnách železný prášek, která se aktivoval nalitím vody. Tady se v tomto případě využilo tepla, které při této oxidaci železa vodou vznikalo, vodík se nechával volně unikat.
Khaki zelení již dávno zapomněli (nejspíše se to ale ani vůbec neučili, aby učitelé nedezertovali z West Pointu), že kyslík uvolněný v žáru na anodě nutno rozumně vázat spalováním uhlíkové anody.
Josef Hrncirik,2017-08-06 16:36:29
Al2O3 + 6 e + 3 C -6 e = 2 Al + 3 CO
Na 54 g Al se tedy nutně propálí 36 g elektrod z retortového uhlí.
Unikající CO se spaluje zbůhdarma či při loužení bauxitu a kalcinaci gibbsite na Al2O3 rozpouštěný v tavenině kryolitu při cca 1000°C a elektrolýzou se na katodě redukuje Al.
Vratné spalování O2 na povrchu anody by mohlo snížit teoretickou spotřebu elektřiny až na cca 7 kWh/kg Al oproti nejdokonalejší prováděné elektrolýze při 12 kWh/kg Al.
Cyklus regenerace Al bude vždy nutně uvolňovat fosilní CO2, pokud retortové uhlí nebudou khaki zelení pálit z biolihu.
Re: Khaki zelení již dávno zapomněli (nejspíše se to ale ani vůbec neučili, aby učitelé nedezertovali z West Pointu), že kyslík uvolněný v žáru na anodě nutno rozumně vázat spalováním uhlíkové anody.
Milan Krnic,2017-08-06 19:17:15
Tak všechno má svá pro a proti. Nemějme jim to za zlé. Chápu, že i U.S. Army holt musí vhodně omezit realitu při prezentaci. Co se týče zisku energie bez dotací a vícenákladů, zde nic nemá na táborák ze soušek. Bez omezování, na rovinu - sice nikam nedojedu, ale ohřeju se, zazpívám si a opeču maso, o socializaci nemluvě. :)
Re: Re: Khaki zelení již dávno zapomněli (nejspíše se to ale ani vůbec neučili, aby učitelé nedezertovali z West Pointu), že kyslík uvolněný v žáru na anodě nutno rozumně vázat spalováním uhlíkové anody.
Jarda Votruba,2017-08-07 11:26:30
ale dojedeme. Na tom už se pracuje. Zatím jen ve stádiu návrhu, ale v zimě si chci stavět motorku s parním strojem. Pomaličku na to sháním díly. Teda spíše materiál,a pilně studuji konstrukci parních strojů.
Re: Re: Re: Khaki zelení již dávno zapomněli (nejspíše se to ale ani vůbec neučili, aby učitelé nedezertovali z West Pointu), že kyslík uvolněný v žáru na anodě nutno rozumně vázat spalováním uhlíkové anody.
Milan Krnic,2017-08-09 21:08:39
Tak to vám fandím!
Když, tak dejte vědět, jak jste dopadl. Díky!
Je to lety prověřená technologie, co se může stát ... :)
Re: Khaki zelení již dávno zapomněli (nejspíše se to ale ani vůbec neučili, aby učitelé nedezertovali z West Pointu), že kyslík uvolněný v žáru na anodě nutno rozumně vázat spalováním uhlíkové anody.
Josef Hrncirik,2017-08-06 20:09:15
V ideálním případě by z 1 kg Al (přesněji z něj reakcí s vodou (nebýt katastrofálního sucha) uvolněného H2) získali v palivovém článku při nulové proudové hustotě (z EMS článku) jen cca 4,7 MJ el. energie.
Propalem minimálně 666 satanských gramů uhlíkových anod k tomu nutných však zanechávají uhlíkovou stopu rovnou 777 g božského benzínu.
Z tohoto benzínu by v kompaktním spalovacím motoru (nejlépe tichém rotačním) mohli z generátoru či dynama odebrat cca 10 MJ elektrické energie.
Takto se jim však přes Al cyklus podaří zvětšit uhlíkovou stopu minimálně 2,222x a ještě získat čárku v prestižním časopisu.
Re: Re: Khaki zelení již dávno zapomněli (nejspíše se to ale ani vůbec neučili, aby učitelé nedezertovali z West Pointu), že kyslík uvolněný v žáru na anodě nutno rozumně vázat spalováním uhlíkové anody.
Milan Krnic,2017-08-06 21:21:24
A teď ještě kolik energie je potřeba na zisk toho Al a benzínu. A kolik (z) tatranek na sběr soušek z lesa. A máme to komplet :)
Je to ryzí příběh napínavé vědy
Josef Hrncirik,2017-08-06 14:26:43
Již v r. 1963 jsme si v laboratoři analytické chemie na SPŠCH "postříbřovali" bronzové 1 Kč mince do ražebního lesku ponořením do roztoku Hg++ soli.
Ponořením Al mince 1 hal do tohoto roztoku však nedošlo k její evaluaci ani při tření povrchu, ale po vhození do čisté vody a opláchnutí z ní unikaly bublinky vodíku.
Po vytažení na vzduch na ní viditelnou rychlostí rostl povlak bílého "popela hlíny" a dosti se zahřívala.
Tato aktivace Al rozrušením kompaktní vrstvy inertního Al2O3 na povrchu běžného Al amalgamací byla popsána i v snadno dostupném Remy: Anorganická chemie a pochopitelně běžně používána mnohem dříve hlavně organickými chemiky při aktivaci Al či Mg.
Již za WWII byl HgCl2 používán k sabotáži Al výrobků (v Avii) a na Oslu se psalo jak američtí vědmíci zázračně aktivují Al povrch pro reakci s vodou galiem či galistanem.
Re: Re: Je to ryzí příběh napínavé vědy
Josef Hrncirik,2017-08-06 16:04:47
Nemám na poplatky ani 1 hč.
Re: Re: Re: Je to ryzí příběh napínavé vědy
Milan Krnic,2017-08-06 19:20:42
No, ale za to možná máte lepší vyhlídky (než U.S. Army -účinnost to má takřka, více energie by to poskytnout mohlo, výrobě nic nebrání v zásadě, vyrábět a tisknout to je možné, materiál je levný relativně, pohánět s tím jde cokoli v podstatě, lecos si lze představovat, ...).
Re: Re: Re: Re: Je to ryzí příběh napínavé vědy
Josef Hrncirik,2017-08-06 19:48:45
Pokud si tisknou fedovky, je jedno zda tisknou a regenerují velmi pevnou či měkkou slitinu.
Když se jim vrací, v nouzi lze využívat jejich výhřevnost cca 15 MJ/kg, tj. vyšší než u pracně těženého a sušeného dubňanského lignitu.
Pochopitelně je lepší levně koupit ČEZ.
Re: hliník je energeticky náročný
Marek Zelenka,2017-08-06 12:38:43
Max Devaine: Nezapomeňte na fakt, že na výrobě lithiové baterie se z 30% podílí kobalt a zásoby této suroviny jsou zatím významně malé, největší v Kongu, kde se za současných okolností nedají těžit kvůli tamní politické a společenské situaci. V dolech se zaměstnávají 7-leté děti jako levná pracovní síla a Musk odmítá takto kobalt získávat.
Tesla se zatím drží nad vodou jen díky všemožným "zeleným" dotacím, společnost zatím nevykázala žádné zisky a bez dotací by nebyla schopná konvenčním autům vůbec konkurovat.
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Pavel Foltán,2017-08-09 16:43:32
Pane Zelenko, píšete:
"Nezapomeňte na fakt, že na výrobě lithiové baterie se z 30% podílí kobalt…"
Takže podle vás je v baterii vážící 100 kg 30 kilo kobaltu?
Neujela vám při psaní takového nesmyslu trochu ruka?
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Max Devaine,2017-08-10 21:23:48
Našel jsem, že je potřeba :
0,22 kg/kWh kobaltu v případě NCA (nickel-cobalt-aluminium-based) = 18kg / auto
0.36 kg/kWh v případě NMC (nickel-manganese-cobalt) = 30kg/auto
Kobalt je plně recyklovatelný a v USA údajně získávají 15% kobaltu z recyklace.
Výroba baterií údajně aktuálně spotřebovává 42% produkce kobaltu.
Aktuální stav zásob kobaltu na světě:
Kongo : 3 400 000t
Austrálie : 1 000 000t
Kuba : 500 000t
Filipíny : 290 000t
...
Celkem : cca 7 000 000t
Tzn., že současné zásoby jsou pro 240 000 000 aut o kapacitě 85kWh (v případě 30kg varianty)
Ano, většina produkce jde z Afriky.
Ano, kobalt se používá na spoustě dalších míst, nejen u baterií.
Ano, v budoucnu to může být problém, pokud se nenajdou nová naleziště.
Zdroj :
https://techcrunch.com/2017/01/01/no-cobalt-no-tesla/
https://seekingalpha.com/article/4061069-cobalt-weak-link-teslas-supply-chain
https://www.statista.com/statistics/264930/global-cobalt-reserves/
https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/cobalt/mcs-2016-cobal.pdf
hliník je energeticky náročný
Florian Stanislav,2017-08-06 01:21:06
1) Hliník práškový reaguje i s hydroxidem sodným za vzniku vodíku a normální teploty.
2Al + 2NaOH + 6H2O --› 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Využití žádné, protože
2) Výroba hliníku je energeticky náročná (na 1 kg Al asi 20 kWh). Vodík má spalné teplo 142 MJ/kg.
Z 27 kg hliníku vznikne 3 kg vodíku, tedy z 9 kg hliníku vznikne 1 kg vodíku. Spotřebovaná energie na výrobu 9 kg běžného hliníku je tedy 20*9=180 kWh. 1 kWh =3,6 MJ, tedy potřebujeme 3,6*180 =648 MJ a dostaneme 1 kg vodíku jako zdroj 142 MJ.
Re: hliník je energeticky náročný
Aleš Kratina,2017-08-06 11:04:59
Vyjdu z vaší logiky. Jen jí aplikuju na Lithium. To je nákladově asi tisíkrát náročnější na výrobu Nehledě na to, že je ho málo a je to strategická surovina. Nemělo by se tedy používat a přesto se tak děje. Možná to s tím hliníkem nebude tak hloupé, jak naznačujete, když by ze stejného objemu se získalo více energie než z lithiových baterek...
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Max Devaine,2017-08-06 12:03:17
Na světě se aktuální ví o 44 miliónech tun lithia (největší naleziště jsou v Chille, Bolivii a Argentině).
Tento počet by stačil na baterie pro 3,3 miliardy osobních automobilů (na světě je aktuálně cca 1,2 miliardy aut).
Dá se předpokládat, že těmito nalezištěmi to nekončí a budou v budoucnu nalezeny další, stejně jako je tomu u ropy.
Zdar Max
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Max Devaine,2017-08-06 12:11:12
Ještě bych dodal jednu věc, lithiové baterie v Tesla S vydrží minimálně 8 let, spíše mnohem více, dnes už se umí vyrábět baterie, které vydrží 20 let.
Tzn., že jednou se vyrobí a pak se do nich bude 20let házet proud s účinností dobíjení kolem 90%.
V případě vodíkových palivových článků na zmíněné bázi by se musely s každým "nabíjením" kupovat/vyrábět. Jediný případ, kdy by se palivové články vyplatili, by byla kapacita, která by u nich musela být sakra velká.
Zdar Max
Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Josef Hrncirik,2017-08-06 14:47:39
Lithium v malých dávkách uklidňuje a léčí.
Nikde jsem však neviděl ani věrohodná data o spotřebě kWh/km jízdy.
Cca před rokem se psalo 0,22 a nyní někteří píší i jen 0,11.
Připomíná mi to situaci, kdy prý šedovlasý americký vědec měřením na vlastním VW odhalil místo státních či koncernových zkušeben jízdou po country podvody VW a otevřel nesmírnou dieselgate.
Režim (proudový a teplotní a stáří (tj. již dosažená devastace)) nabíjení a vybíjení ovlivňuje podstatně účinnosti těchto dějů a ekonomickou či ekologickou životnost aku.
Pravděpodobně vzhledem k provázanosti globalizace lze tvrdit, že větší peníze utracené za liony se v průměrné celosvětové míře propálí jako CO2 nejen v dotacích, ale např. i v uhlí dováženém z USA na Ukrajinu.
Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Martin C,2017-08-07 15:27:08
Spotreba meho elektromobilu C-zero (klon Mitsubishi i-miev) se pohybuje od 123W/km v letnich mesicich pri setrive jizde, pres 151W/km pri bezne jizde az k 277W/km pri potrebe topeni. Mereno na elektromeru pri nabijeni, takze se zapoctenymi ztratami v menici AC/DC. Spotreba W na km je zakladnim udajem v materialech vyrobcu automobilu a lze ji jednouse dohledat, popripade dopocitat z velikosti baterie a standardizovaneho dojezdu podelenim.
V čem je problém?
Vojta Ondříček,2017-08-07 20:37:10
Píšete : "Spotreba W na km je zakladnim udajem v ...".
Dovolte, abych o tom pochyboval.
Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Milan Krnic,2017-08-06 19:32:05
Máte nějaký zdroj těchto informací?
Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Josef Hrncirik,2017-08-06 19:51:10
Jakýkoliv podvratný, rád poradí myslící tank Janda.
Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Max Devaine,2017-08-07 01:21:04
Ano, mám.
Shodou okolností pracuji nyní na článku o elektromobilech a zjišťoval jsem jednak seznam nalezišť Lithia na světě, tak potřeba Lithia na jednu Teslu.
Prvotní informace byla, že Tesla potřebuje 63kg Lithia, zdroj :
https://electrek.co/2016/11/01/breakdown-raw-materials-tesla-batteries-possible-bottleneck/
Nicméně to je asi jediný zdroj, kde uvádí tak ohromné číslo. Všude jinde (i ve specifikacích baterií) je obsah Lithia hodně malý. Někde je dokonce uváděno 0,08kg Li/kWh, ale realističtější spíše bude 0,16kg Li/kWh. Zdrojů na toto téma je skutečně hodně, tady je třeba specifikace baterie, která by měla být použita v Tesle :
http://blog.evandmore.com/lets-talk-about-the-panasonic-ncr18650b/
Tato baterie má v sobě 0,6gramů Lithia :
http://batteryuniversity.com/learn/archive/is_lithium_ion_the_ideal_battery
Tady se na to vede téma :
https://www.researchgate.net/post/What_is_the_content_of_pure_lithium_eg_kg_kWh_in_Li-ion_batteries_used_in_electric_vehicles
Což mi přijde hodně optimistický, proto neoperuji s hodnotou 0,08kg Li/kWh, ale s 0,16 kg Li/kWh, kterou jsem získal z mnohem starších materiálů.
80kWh *0,16 = cca 13kg.
Informace o nalezištích je plný internet. Ať už na wiki :
https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium
nebo i jinde :
https://www.energyandcapital.com/articles/elon-musks-lithium-revolution/4937
Čím novější materiály jsou, tím více Lithia se uvádí / objevují se nová a nová naleziště.
Já vím, že na odbornou práci to není, ale na ukázku to snad postačuje.
Pokud se pletu, budu rád, když mně někdo opraví.
Zdar Max
Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Alexandr Kostka,2017-08-07 12:03:03
Mě by spíš docela zajímalo, odkud a jak ověřený je ten údaj o osmi letech výdrže, o dvaceti nemluvě. Tesla pokud vím (a byl o tom článek o gigafactory) používá normální články, stejné jako jsou v noteboocích. A tam tedy osm let nevydrží ani omylem. A to se s NTB obvykle zachází podstatně decentněji z hlediska nabíjení/vybíjení a i provozních teplot. Ntb například nenecháte stát na plném poledním slunci, ani v -15c ve sněhu. Takže to, že by baterie se kterými toto děláte vydržely záhadně 2x déle mi přijde decentně řečeno divné.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Max Devaine,2017-08-07 21:31:56
8 let je záruka nezávisle na ujetých km, takže tím by si pod sebou jen podřezávali větev (když je v laboratořích testovali, tak dali 800 000km a baterie měli 80% kapacity). A rezerva tam asi ještě nějaká bude. Samozřejmě nikdo netvrdí, že nebude klesat kapacita, případně jiné parametry, ale rozhodně to nebude stav nutný pro výměnu.
Není pravda, že se tam používají stejné články jako v noteboocích. Navíc bych ntb jako takové nezobecňoval. U těch nejlevnějších vydrží baterie půl roku, někdy rok, více většinou ne. Kvalita baterií v ntb je značně proměnlivá, a nejen kvalita samotných baterií, ale i elektronika, která se o ně stará. Už jen to, že když se baterie v ntb nepoužívá, tak po roce, dvou je fest zhuntovaná, mluví o kvalitě elektroniky docela dost.
Já jim věřím, že to těch 8 let ustojí s uspokojivými výsledky.
Těch 20let prohlásil Musk relativně nedávno a on není zrovna typ, který by vypouštěl nerealistické bludy, takže v tomto mu taktéž věřím.
Jinak Tesla S vyplula na světlo v roce 2012 a baterie vypadají stále dobře, viz třeba :
http://www.hybrid.cz/baterie-tesla-si-udrzi-pres-80-kapacity-i-po-800-000-km
To tedy jen podporuje mé domněnky.
Zdar Max
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Alexandr Kostka,2017-08-08 09:30:41
Aha. Já právě potkal informaci, že jde o naprosto stejné články. Takže pokud se výdrž takto zásadně liší podle toho, jak s tím článkem zachází elektronika, tak je to spíš ostuda výrobců notebooků. Btw Musk vždy přehání v termínu, do kdy to zvládnou, ale vždy to nakonec zvládli, to máte pravdu. A díky za info.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Milan Krnic,2017-08-09 21:23:45
No, elektronika... v oficiálních specifikacích (třeba toho Panasonicu) se lze dočíst, že to závisí na tom, jak baterii dobíjíme (kapacita), a při jaké teplotě článků.
Ovšem nevím, zda elektromobil "hrubě" varuje třeba před poklesem okamžité kapacity článků pod 30%.
Tak ale záruka 8 let ...
Re: Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Milan Krnic,2017-08-08 07:14:38
Tak hned v tom prvním odkazu na blog se to dočteme.
Jenže text na blogu není důkaz, nehledě na to "But what is not shown on the spec sheet" ...
Tedy ty desítky tisíc cyklů si autor cucá z prstu (oficiálně -panasonic-18650ncr-to je méně než tisíc, a tedy cirka těch 8 let.
Do budoucnosti nevidí ani Elon :)
Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Josef Hrncirik,2017-08-07 12:47:53
Při svorkovém napětí 3 V je nutno mít na kWh 84 g Li.
Nějakých 10% navíc musí byt v anodě při praktickém vybití a řekněme 10% v elektolytu kvůli vodivosti.
Pod 100g/kWh asi nelze při 3V jít.
? Něco málo bere účinnost měniče a motoru.
Při velkých proudech se možná ztratí i více než 10% v elektrodě.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Max Devaine,2017-08-07 21:19:31
V tom případě je mnou udávaná hodnota :
80kWh *0,16 = cca 13kg
oproti vaší (100*80/1000 = 8kg) ještě se značnou rezervou, takže těch 0,16kg li/kWh zní reálně.
Díky
Zdar Max
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Josef Hrncirik,2017-08-08 09:52:47
Ďáblové Li či Li+ zalézají a vylézají do vrstevnatých struktur katody a anody.
Při vysokém stupni nabití či vybití se tyto struktury zlomyslně zgrcávají či botnají a mohou ztrácet schopnost účinného nabíjení či vybíjení ev. se i drobit.
Možná je nutné aby se vy(na)bily jen cca z poloviny, či méně, aby účinnost a životnost netrpěly příliš..
To pak dá jen poloviční energetickou hustotu či 2 násobnou spotřebu Li či Co.
Pochopitelně kriticky důležité jsou především životnosti aku a účinnosti celého cyklu PV-kolo monstra na silnici.
Nikde nevidět žádné certifikované grafy účinností pro různé režimy, hlavně vliv dlouhodobé degradace.
Asi ještě není se čím chlubit.
hliník jako palivo
Vojta Ondříček,2017-08-06 12:40:29
Z hliníku mohu získat tepelnou energii jeho okysličením a to 31MJ pro 1kg Al.
Ten proces romanticky popisovaný v článku jako "vznik" vodíku neznamená nic více, než redukci vody hliníkem, přičemž vznikne jako odpad hydroxid hliníku. Ten se dá pochopitelně opět redukovat na čistý hliník za "vzniku" kyslíku. No a po shoření (spotřebování) vodíku okysličením máme opět vodu.
9kg vody + 9kg hliníku uvolní při odpovídajícím procesu 1 kg vodíku (142, popř. 120 MJ/kg) a 279MJ tepla. Vznikne "odpad" 17kg kysličníku hliníku, AL2O3. Takže máme dvoukomponentní palivo, celkem 18kg s objemem tepelné energie 142, popř. 120 MJ ve formě H2.
Na porovnání - 18kg motorové nafty má 817, popř. 767MJ.
Faktem je, že se hliník v práškové formě dá snadněj uskladnit, než plyn vodíku. Druhá inkredience v procesu je voda a ani s jejím uskladněním, pakliže nemrzne, nejsou problémy.
Obdobný proces lze realizovat i s železem, hořčíkem, nebo s křemíkem.
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Marek Zelenka,2017-08-06 12:46:38
"Jedna tuna hliníku se získá přibližně ze 4 - 6 tun surového bauxitu.
Světová těžba bauxitu dosáhla v roce 2012 hodnoty 263 Mt, nejvíce bauxitu vytěžila Austrálie (73 Mt), z evropských zemí Řecko (2 Mt). Celkové světové zásoby bauxitu se odhadují na 55-75 Gt. Celosvětová výroba hliníku se dnes pohybuje okolo 45 Mt. V roce 2012 nejvíce hliníku za rok vyrobila Čína (19 Mt), v Evropě Norsko (1 Mt).
Výroba hliníku není příliš ekologicky příznivá, spotřebovává příliš mnoho energie, na 1 kg Al asi 20 kWh. Uvádí se, že je to až 3x více než při výrobě plastu a až 25x více než při výrobě skla. Je mnohem náročnější na spotřebu vody než druhé dvě uvedené komodity. Zároveň se vyprodukuje velké množství toxického odpadu, na 1 tunu hliníku kolem 0,5 tuny odpadu. Vznikají emise fluoru, které způsobují dýchací potíže a alergie.
Recyklace hliníku významně šetří energii a primární suroviny (úspory činí až 95 %). Výroba hliníku recyklací spotřebuje až 20x méně energie než jeho získávání z přírodní rudy. Hliník se na skládkách téměř nerozkládá. Při reakci s atmosférickým kyslíkem se vytvoří povrchová vrstva, která zabrání další reakci.
Vynikající konstrukční vlastnosti slitin hliníku umožňují stále větší použití i přesto, že se náklady na výrobu neustále zvyšují. Pro rok 2013 analytici ČSOB odhadují růst poptávky hliníku o 6,3% a růst cen z 1940 USD za tunu na 2100 USD za tunu v roce 2014."
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Florian Stanislav,2017-08-06 21:24:47
Ano, něco jako hliníkové baterie s vodou se zkouší léta a nanohliník to snad umožní za běžné teploty. A může být levnější než lithiové baterie. A hliníku je dost.
Chtěl jsem naznačit, že nepůjde asi o vodíkovou ekonomiku, čili nějakou náhradu fosilních paliv vodíkem z hliníku. Baterie nebudou nikdy levné ani plně ekologické, z hlediska vložené a získané energie už vůbec ne. Ale jsou a budou třeba.
Vodíková ekonomika musí získávat vodík z přebytků solárních a větrných elektráren, jinak nemůže fosilním palivům konkurovat nikdy. Dnes asi 80% vodíku pochází z fosilních paliv, zvláště konverze methanu vodní párou. Což neumožňuje vodíkovou ani ekologickou ekonomiku.
Re: hliník je energeticky náročný
Josef Hrncirik,2017-08-06 13:57:14
Z termodynamických tabulek pro bauxit (gibbsite) a H2O pro reakci
2 Al + 3 H2O (l) = 2 Al(OH)3 (hlína) + 3H2(g)
je změna Gibbsovy energie = -2*1115 - -3*286 = -1519 kJ/(3 H2(g)) = -506 kJ/H2 = 4,7 MJ/kg směsi = cca 1 kg TNT ihned + 1,4 kg TNT po výbuchu uvolněného oblaku H2
Je jasné že do palivového článku se dostane max. jen 1/(1+1,4) = cca 42% potenciálu Al
Lépe však smíchat 2 Al + 3 H2O2 = 2 Al(OH)3 =-1912 kJ = 12,3 MJ/kg = 3 kg TNT/kg směsi.
Allahu akbar!
Abrams se pak skutečně v prach obrátí i pod vodou a zmizí beze stopy.
Re: hliník je energeticky náročný
Milan Krnic,2017-08-06 15:34:23
Samozřejmě, že se to nevyplatí. Bez dotací.
Re: hliník je energeticky náročný
Pavel Šmatelka,2017-08-07 11:55:51
Drobná korekce - hliník se vyrábí s náročností 15 kWh/kg. Vodík elektrolyticky cca 60 kWh/kg
9 kg Al potřebného na 1 kg vodíku obnáší cca 135 kWh. To je (výroba vodíku z Al) suverénně nejdražší výroba vodíku.
Ze zmíněných 135 kWh z hliníku získáme tak max 36 kWh v elektřině, když vodík z hliníku spálíme ve vodíkovém článku = Hrubě neekonomické.
Re: Re: hliník je energeticky náročný
Milan Krnic,2017-08-09 21:01:57
Všechno, krom pálení soušek z lesa je neekonomické. Více, či méně hrubě. O to ale přece nejde. Jde o pohodl, ale dnes primárně o upotřebení (na soušky k Marsu nedoletíme). A tam můžou jít ekonomické náklady do pozadí.
Re: Re: Re: hliník je energeticky náročný
Pavel Šmatelka,2017-08-10 14:22:35
Jako zdroj energie na Mars nebo k vnějším planetám je ideální RTG (Radioisotope Thermolectric Generator) na oxid plutoničitý (skvělý poměr váha/výkon). Namontovat do nějaké sondy jako zdroj energie nanohliník (využívající chemickou energii) budiž považováno za pálení soušek z lesa.
Na nastartování vodíkové ekonomiky (jak hlásá název článku) budeme určitě potřebovat něco alespoň hrubě ekonomického. Proto nanohliník považuji za něco co se možná využije pro nějaké chemické syntézy (možná součást katalyzátoru) nebo něco podobně užitečného, ale určitě ne jako zdroj energie.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
