segunda-feira, 10 de setembro de 2012


A Guide to Recent Battery Advances

Battery breakthroughs could lower costs and improve
 performance 
for electric vehicles and renewable energy storage--but 
commercializing these new technologies will be challenging.
Electric vehicles, hybrids, and renewable energy have
 at least one thing 
in common--if they're ever going to be more widely used,
 representing the 
majority of cars on the road or a large share of electricity
 supply, batteries 
need to get significantly better. Batteries will need to store
 more energy,
 deliver it faster and more reliably, and ultimately, cost far 
less. The specific 
ways batteries need to improve vary by the application,
 but in all these areas,
 researchers have been making significant headway.
Last week, MIT researchers led by Yang-Shao Horn 
, a professor of materials
 science and engineering and mechanical engineering,
 and Paula Hammond,
 a professor of chemical engineering, announced a new 
approach to
 high-power lithium-ion batteries, the type that's useful
 for hybrid vehicles 
or for stabilizing the electricity grid. High-power batteries 
accept and deliver
 charge rapidly. In hybrids, the goal is to supplement the
 gasoline engine, 
allowing it to run at its most efficient. The battery drives 
the car at low speeds 
for short distances and boosts acceleration, lowering
 demand on the engine.
 It also captures energy from braking that would
 otherwise be lost as heat.
 For the electricity grid, such batteries could buffer
 changes in supply and
 demand of electricity--something that's becoming
 more important as more 
variable sources of electricity are introduced, such 
as wind and solar power.
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The MIT researchers demonstrated a new 
battery electrode,
 based on specially treated carbon nanotubes, that last for 
thousands of cycles without any loss in performance.
 Batteries made from 
these electrodes could deliver enough power to propel
 large delivery vans or 
garbage trucks, for example, without the batteries being 
too heavy to be
 practical. (The researchers need to increase the
 thickness of the electrodes
 for them to be practical in these applications.)
 Companies such as A123 
Systems, based in Watertown, MA, have also developed
 very high-power
 lithium-ion batteries, and other academic groups and
 startups are
 developing carbon nanotube-based ultracapacitors, which store
 energy 
using a different mechanism than batteries that's 
particularly useful for
 high power and long life.
While the new electrodes could eventually be useful
 for hybrids, and for 
stabilizing the grid, they aren't particularly good for
 other applications
 such as all-electric vehicles. For electric vehicles,
 the total amount of
 energy that batteries store is more important than
 how fast that energy
 can be delivered, since it's the total amount that
 determines how far
 these cars can travel between charges. The MIT
 researchers who 
developed the new carbon nanotube electrodes are 
different type of battery to store large amounts of
 energy. Called a
 lithum-air battery, where one of a battery's two 
electrodes is replaced 
by an interface with the air, the technology has
 recently attracted large
 amounts of government funding and interest from 
companies such as IBM
In theory, such batteries could store three times as 
much energy as
 conventional lithium-ion batteries. But the design
 has a number of problems
 that make it hard to commercialize, among the 
vulnerability of its active
 materials to moisture (the lithium metal it uses can
catch fire if it gets wet) 
and the batteries' tendency to stop working after 
being recharged just a 
few times. 
Um Guia para Avanços recentes da bateria
Avanços da bateria podem reduzir os custos e melhorar o desempenho

para veículos elétricos e armazenamento de energia renovável - mas

comercialização de novas tecnologias será um desafio.

8 comentários


KEVIN Bullis
Terca-feira, 29 de junho, 2010
Veículos elétricos, híbridos e de energia renovável têm pelo menos uma coisa

em comum - se eles estão indo cada vez a ser mais amplamente utilizado, 
representando o

maioria dos carros na estrada ou uma grande parte do fornecimento de 
electricidade, baterias

precisa obter significativamente melhor. Baterias terão de armazenar
 mais energia,

 entregá-lo mais rápido e confiável, e, finalmente, custam bem menos.
 O específico

maneiras baterias precisam melhorar variam de acordo com a aplicação,
 mas em todas essas áreas,

 investigadores têm vindo a fazer progressos significativos.

Na semana passada, pesquisadores do MIT liderados por Yang Shao-Horn,
 um professor de materiais

 ciência e engenharia e engenharia mecânica, e Paula Hammond,

 professor de engenharia química, anunciou uma nova abordagem para

 alta potência de lítio-íon, o tipo que é útil para veículos híbridos

ou para a estabilização da rede de electricidade. De alta potência baterias
 aceitar e entregar

 carregar rapidamente. Em híbridos, o objetivo é complementar o motor a gasolina,

permitindo que ele seja executado no seu mais eficiente. A bateria dirige o
 carro em baixas velocidades

para distâncias curtas e aceleração aumenta, diminuindo a demanda do motor.

 Ele também capta a energia de travagem, que de outro modo seria perdida 
na forma de calor.

 Para a rede de eletricidade, essas baterias podem amortecer as mudanças
 na oferta e

 demanda de eletricidade - algo que está se tornando mais importante
 quanto mais

fontes variáveis ​​de eletricidade são introduzidas, como a energia eólica e solar.



Os pesquisadores do MIT demonstraram um eletrodo de bateria nova,

 baseado em nanotubos de carbono tratados especialmente, que duram

milhares de ciclos, sem qualquer perda de desempenho. Feitos a partir de baterias

esses eletrodos poderia fornecer energia suficiente para impulsionar entrega
 vans grandes ou

camiões de lixo, por exemplo, as baterias sem ser demasiado pesada para ser

 prático. (Os investigadores têm de aumentar a espessura dos eléctrodos

 Para que elas sejam práticos nestas aplicações.) Empresas como a A123

Sistemas, com base em Watertown, MA, também desenvolveram muito alta
 potência

 lítio-íon, e outros grupos acadêmicos e startups são

 desenvolvimento de nanotubos de carbono baseados ultracapacitors,
 que armazenam energia

através de um mecanismo diferente do que as baterias que é particularmente
 útil para

 alta potência e vida longa.

Enquanto os novos eletrodos poderia eventualmente ser útil para os
 híbridos, e para

estabilizar a rede, eles não são particularmente boas para outras aplicações

 como todos os veículos eléctricos. Para os veículos eléctricos, a 
quantidade total de

 energia que a loja de baterias é mais importante do que a velocidade
 de energia que

 pode ser entregue, já que é o valor total que determina o quão longe

 estes carros podem viajar entre as cargas. Os pesquisadores do MIT que

desenvolveu os eletrodos de nanotubos de carbono novos também estão
 desenvolvendo um

tipo diferente de bateria para armazenar grandes quantidades de energia.
 Chamado de

 lítio-ar da bateria, em que um de uma bateria de dois eléctrodos é substituído

por uma interface com o ar, a tecnologia tem atraído recentemente grande

 montantes de financiamento do governo e de interesse de empresas como a IBM.

Em teoria, tais baterias podem armazenar três vezes mais energia como

 convencionais de lítio-íon. Mas o desenho tem um certo número de problemas

 que o tornam difícil de comercializar, entre a vulnerabilidade de seu ativo

 materiais à umidade (o metal de lítio usa pode pegar fogo se molhar)

e tendência das baterias de parar de trabalhar depois de ser recarregada apenas um
algumas vezes

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