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12 messages.   1 2   - Batterie Lithium-AIST 150kwh/kg [4514]
nimbus_vae
30-08-2009 à 20h09
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Cette discussion est relative à l'article Batterie Lithium-AIST 150kwh/kg

"AIST une équipe asiatique crée une batterie-pile-combustible dense 150kwh/kg
et rechargeable en un cycle vidange-chargement des deux électrolytes
régénérés"


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Anonyme, 60 msg, 81 ans. Calonge (girona) (ES-17). Nimbus
 Citer Alerter [68613]
Bouladou
30-08-2009 à 21h18
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Merci pour ton info Nimbus Vae! Je comprend la même chose que toi!

Batterie Lithium-AIST une batterie à combustible interchangeable de 150Kwh/kg


Du coup j'ai mis tes renseignements là: Tout sur les batteries par Cyclolibrius!
Bien que je ne pense pas voir dans les 5 ans des stations service avec une pompe servant:
un électrolyte organique contenant des sels de lithium. J'espére que cette techno sortira rapidement pour nos véhicules automobiles!

Eric, 2183 msg, 66 ans. Sorede (FR-66). [mon blog] 2Rockrider 5.2 9C FH154 36V10Ah, FH20548V14Ah+Giant Laffree
 Citer Alerter [68619]
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30-08-2009 à 21h18
Creation du fichier https://cyclurba.fr/fichier/pub_log.txt

Gerard74
12-09-2009 à 19h02
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Désolé de casser votre enthousiasme : les lois de l'électrochimie sont sévères mais justes. En fait, chaque "équivalent" de réactif ne peut générer que 96500 C d'électrons. En clair, une mole de Lithium (=7g de Li) ne peut fournir que 96500 A.s soit environ 27 Ah en se transformant en ion Li+, ce qui nous donne 3.8 Ah par gramme de Lithium. Sous 4 Volts, ça nous donne donc 15 Wh/g ou 15 kwh/kg. C'est déjà remarquable et bien loin de tout ce qu'on sait faire actuellement en batterie commerciale : ça signifie que dans une batterie 36 V de 4 kg et 10 Ah, il n'y a que 30 g de Lithium actif, soit moins de 1% du poids total. Cela vient du fait que l'on utilise pas le Lithium pur, mais "dissous" dans du graphite et qu'il faut également une cathode qui n'est pas de l'air et qui prend plus de poids que le Lithium, plus des isolations et des protections.
Le chiffre indiqué sur le site Japonais ne se rapporte donc pas à un gramme de Lithium, mais à 1 gramme du catalyseur (graphite) sur lequel l'air réagit. C'est donc plutôt la durée de vie totale de la pile à combustible après x recharges qui est donnée dans les graphiques.
Mais, effectivement, les piles métal / air sont très intéressantes en terme de rapport capacité / poids et sont déjà étudiées et utilisées depuis très longtemps. De nombreux appareils médicaux fonctionnent avec des piles Zinc / air. En faisant le même calcul que précédemment pour d'autres métaux que le Lithium, on trouve des chiffres très intéressants pour le Zinc et surtout pour l'Aluminium : dans ce dernier cas, on peut avoir 3.1 Ah par gramme, mais avec un métal beaucoup plus abondant et bon marché, facilement manipulable (le Lithium s'enflamme spontanément à l'air ou au contact de l'eau). De plus, la densité de l'Aluminium est beaucoup plus élevée que celle du Lithium et en capacité volumique, l'Aluminium serait 3 fois plus énergétique que le Lithium. Et pourtant, malgré de nombreuses études et essais, une pile Aluminium / air n'a encore pas vu le jour (problèmes de passivation et d'auto-décharge). Pourtant, ce serait encore plus facile de recharger nos batteries : on glisserait une plaque d'Aluminium dans un fourreau et le tour serait joué... Plus rapide que de faire un plein d'essence !

Gérard, 157 msg, 68 ans. Machilly (FR-74). A quand les télécabines en ville ?
 Citer Alerter [70172]
Membre74
12-09-2009 à 19h17
15 kwh/kg c'est plus que le pétrole (11.2 kwh/kg).

Les 150 wh/kg sont approchés par les batteries li-ion je crois.

Il y a eu un projet (chinois) de transport avec batteries zinc-air : Quand le zinc est oxydé on le rend à la station service qui l'envoie à l'usine pour refaire du zinc, et ansi on échange ses plaques de zinc à la station : oxydé contre non oxydé.

Membre74, 4408 msg. Ce membre n'est plus inscrit.
 Citer Alerter [70174]
Gerard74
12-09-2009 à 21h28
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Et c'est bien pour ça que le lithium brûle à l'air en dégageant plus de chaleur que du pétrole.

En remplaçant le Zinc par de l'Aluminium, on a 4 fois plus d'Ah par gramme (3,1 pour Al et 0,8 pour Zn), mais comme le zinc est plus dense, la différence en énergie volumique est moins flagrante : 8.3 Ah/cc pour Al, 6.1 pour le Zn et seulement 2.1 pour le Li. Il faut encore multiplier ces chiffres par la tension obtenue : 3.6 V pour Li, 2 V pour Al et 1.5 V pour le Zn. L'aluminium reste encore largement en tête...

Pour un véhicule, l'énergie volumique est aussi un critère important. En plus, pour l'aluminium, pas besoin de transporter l'alumine formée : comme c'est un constituant majeur de la croûte terrestre, autant la laisser sur place et électrolyser du minerai frais extrait à proximité d'une source d'énergie. La raison pour laquelle on arrive à faire fonctionner ces piles avec du zinc et pas avec de l'aluminium tient à la propriété (souvent utile) de l'aluminium à former des couches d'oxyde protectrices qui empêchent la réaction électrochimique de se poursuivre. On peut empêcher ces couches de se former en amalgamant l'aluminium avec du mercure, mais notre environnement (et notre organisme) n'aime pas trop cette substance. On peut aussi travailler en milieu alcalin où l'oxyde se dissout, mais on risque une réaction spontanée avec l'eau et dégagement d'hydrogène. Je reste persuadé qu'il doit y avoir moyen d'utiliser ce métal en choisissant correctement son milieu de réaction (solvant organique dans lequel l'alumine se dissoudrait ?).

Par curiosité pour ceux qui croient à l'hydrogène comme carburant automobile, son énergie massique est de 27 Ah/g sous 2 V (soit un extraordinaire 54 kwh/kg) mais l'énergie volumique de ce gaz n'est que de 0.001 Ah/cc à pression atmosphérique. Il faudrait donc le comprimer à 8000 bar pour obtenir la même densité énergétique volumique que l'aluminium. Je ne vous dis pas l'épaisseur d'acier de la bonbonne...

Gérard, 157 msg, 68 ans. Machilly (FR-74). A quand les télécabines en ville ?
 Citer Alerter [70187]
Gerard74
12-09-2009 à 21h42
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Petit correctif pour l'hydrogène qui est diatomique : du coup, c'est le double en énergie volumique (0.002 Ah/cc soit 0.004 Wh/cc) et il "suffit" de 4000 bar pour atteindre la densité d'énergie volumique de l'aluminium !

Gérard, 157 msg, 68 ans. Machilly (FR-74). A quand les télécabines en ville ?
 Citer Alerter [70190]
Erwan
12-09-2009 à 22h49
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j'ai vu des bonbonnes en kevlar pour de l'hydrogène à 700bar, faut avoir confiance

@filomat en zinc air, y'a eu pas mal de projets similaires en allemagne.

Reste à voir aussi comment on industrialise le transport. ça vous dit de croiser la route d'un camion chargé de lithium métal ?

J'ai vu des travaux sur l'aluminium air, mais rien de bien utilisable. Il y a début octobre la conférence européenne sur la batteries à Cannes qui regroupe un certains nombres d'industriels et d'universitaires pour faire le point www.batteriesevent.info

Erwan, Conseiller,7925 msg, 49 ans. Puteaux (FR-92). Kalkhoff XXL +3000km, ~10km/j ex giant twist 16000km
 Citer Alerter [70198]
Membre74
13-09-2009 à 03h28
Pour l'hydrogène il faudrait qu'il soit "liquide" c'est à dire refroidi à (très) basse température, comme sur la fusée Ariane ... au prix de la fusée Ariane !

Pour le mercure j'en ai plein les dents !

Pour l'aviation Boeing place des espoirs dans les carburants verts qui seraient cultivés dans les déserts.

Membre74, 4408 msg. Ce membre n'est plus inscrit.
 Citer Alerter [70216]
Gerard74
13-09-2009 à 12h17
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A tout prendre, je préfère croiser un camion chargé de lithium (emballé avec un minimum de précaution quand même) qu'un camion chargé de bonbonnes à 700 bar d'hydrogène ou d'hydrogène liquide. D'ailleurs où, comment et qui va produire l'hydrogène et comment va t'on le transporter (c'est un gaz qui ne demande qu'à fuir à travers n'importe quelle porosité) ? Qui veut faire un petit calcul énergétique sur la liquéfaction de l'hydrogène ou même sa compression à 700 bar ? Je crois qu'on perd environ la moitié du gaz naturel venant de Russie sur le trajet. Pour l'hydrogène, les pertes seront bien plus élevées.

Tous ces problèmes sont minimisés avec l'aluminium métal. Peu coûteux, facile à transporter, sans danger et en plus avec une capacité énergétique volumique bien supérieure. C'est donc là qu'il faut creuser.

D'ailleurs, en lisant le site japonais de la pile au lithium, je me dis qu'on pourrait imaginer un système similaire basé sur l'aluminium : en remplaçant leur anode lithium organique par un composé organique liquide de l'aluminium (du trimethyl-aluminium par exemple), le même dispositif pourrait être utilisé. On n'aurait effectivement plus une batterie (pas de recharge électrique possible) mais une pile dans laquelle on remplace les électrodes liquides comme on ferait un plein d'essence.

J'ai vu déjà quelques brevets (japonais et chinois) sur les piles air aluminium, mais énormément plus sur les piles lithium. On pourrait laisser les asiatiques travailler sur le lithium et investir dans la recherche en Europe sur la prochaine génération de piles aluminium.

Gérard, 157 msg, 68 ans. Machilly (FR-74). A quand les télécabines en ville ?
 Citer Alerter [70244]
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13-09-2009 à 12h17
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Orpheedulogis
13-09-2009 à 13h21
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Merci pour toutes ces infos.
J'ai déja vu je ne sais plus ou un petit véhicule genre robot alimenté par de l'aluminium et voici une petite vidéo d'un générateur actuel [url] www.youtube.com [/url]
Ouais, c'ets pas encore prêt à alimenter ma moto quand même ....
Mais on espère qu'un jour le miracle se produira avec des batteries de longue vie et aux performances miracles qui permettraient de faire 200km à 100km/h et se rechargeraient en moins de 10 minutes.

Orphée, 161 msg, 61 ans. Saint Paul (CA-97). www.motoelectrique.unblog.fr
 Citer Alerter [70251]
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