Unser Energieproblem: Die Batterie in einen Kontext stellen

Josh Deboer

 

Die Batterieserie
Teil 2: Unser Energieproblem: Die Batterie in einen Kontext stellen

 

Die Battery-Serie ist eine fünfteilige Infografik-Serie, in der untersucht wird, was Investoren über moderne Batterietechnologie wissen müssen, einschließlich Rohstoffangebot, -nachfrage und zukünftige Anwendungen.

 

Präsentiert von: Nevada Energy Metals , eCobalt Solutions Inc. und Great Lakes Graphite

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Unser Energieproblem: Die Batterie in einen Kontext stellen

 

Batterien ermöglichen viele wichtige Aspekte des modernen Lebens.

 

Sie sind tragbar, leise, kompakt und können per Knopfdruck gestartet werden. Wichtig ist, dass Batterien auch Energie von Sonne und Wind für die zukünftige Verwendung speichern können.

 

 

 

 

 

 

 

 

Batterien haben jedoch auch viele Einschränkungen, die sie daran hindern, eine noch größere Rolle in der Gesellschaft zu übernehmen. Sie müssen aufgeladen werden und enthalten nur eine begrenzte Menge an Energie. Ein einzelner Batteriezyklus ist nur so lang, und nach vielen von ihnen verlieren sie an Kraft.

 

Um den Markt für Batterien zu verstehen und wie er in Zukunft aussehen könnte, ist es daher wichtig zu verstehen, was eine Batterie kann und was nicht.

 

Energiedichte

 

Der größte Unterschied zwischen Batterien und anderen Kraftstoffarten besteht in der Energiedichte.

 

Selbst die besten Lithium-Ionen-Batterien haben eine spezifische Energie von etwa 250 Wh / kg. Das sind nur 2% der Energiedichte von Benzin und weniger als 1% Wasserstoff.

 

Es mag zwar ausreichen, ein Auto anzutreiben, aber es ist auch eine großartige Technik, die dies ermöglicht. Flugzeuge, Schiffe, Züge und andere große Abflüsse werden in naher Zukunft keine Batterien in Antriebssträngen verwenden.

 

Eine erneuerbare Zukunft?

 

Erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind stehen vor einem ähnlichen Problem: Die heutige Batterietechnologie kann nicht genügend Nutzlast an Energie speichern. Um die Last auszugleichen, muss überschüssige Energie gespeichert werden, damit sie verwendet werden kann, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht.

 

Derzeit sind Batteriesysteme mit industrieller Stärke noch nicht vollständig entwickelt, um dieses Speicherproblem auf einer weit verbreiteten kommerziellen Basis zu lösen, obwohl in vielen Bereichen Fortschritte erzielt werden. Neue Technologien wie Vanadium-Flow-Batterien könnten in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Energiespeicherung spielen. Derzeit sind große Energiespeicherbatterien experimentell.

 

Andere Energiespeichertechnologien können dieses Problem ebenfalls lösen:

 

    • Chemische Speicherung: Verwenden Sie überschüssigen Strom, um Wasserstoff zu erzeugen, der gespeichert werden kann.

 

    • Pumped Hydro: Mit Strom Wasser in ein Reservoir pumpen, das später zur Erzeugung von Wasserkraft verwendet werden kann.

 

    • Druckluft: Verwenden von Elektrizität zum Komprimieren von Luft in tiefen Kavernen, die zur Stromerzeugung freigesetzt werden kann.

 

 

Die Lösung dieses Energiespeicherproblems wird den Weg für eine künftig stärkere Nutzung erneuerbarer Energien in größerem Maßstab ebnen.

 

 

 

Der Sweet Spot

 

Daher ist der Sweet Spot für den heutigen Batteriegebrauch, wenn Batterien ihre besten Eigenschaften nutzen können. Batterien können klein und tragbar sein, unterwegs aufgeladen werden und auf Knopfdruck Energie liefern.

 

Aus diesem Grund werden so viele wiederaufladbare Batterien verwendet in: Elektronik, Laptops, Smartphones, Elektroautos, Elektrowerkzeugen, Startmotoren und anderen tragbaren Gegenständen, die von diesen Eigenschaften profitieren können.

 

Um die Eignung eines bestimmten Typs für eine bestimmte Verwendung zu beurteilen, sollten 10 wichtige Eigenschaften betrachtet werden:

 

    • Hohe spezifische Energie: Spezifische Energie ist die Gesamtmenge an Energie, die von einer Batterie gespeichert wird. Je mehr Energie eine Batterie speichern kann, desto länger kann sie laufen.

 

    • Hohe spezifische Leistung: Die spezifische Leistung ist die Menge des Laststroms, der aus der Batterie entnommen wird. Ohne hohe spezifische Leistung kann eine Batterie nicht für die von uns benötigten Aktivitäten mit hohem Stromverbrauch verwendet werden

 

    • Erschwingliche Kosten: Wenn der Preis für einen bestimmten Batterietyp nicht stimmt, kann es aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll sein, eine alternative Kraftstoffquelle oder Batteriekonfiguration zu verwenden

 

    • Lange Lebensdauer: Die chemische Zusammensetzung von Batterien ist nicht perfekt. Infolgedessen halten sie nur für eine Reihe von Lade- / Entladezyklen. Wenn diese Anzahl niedrig ist, bedeutet dies, dass die Verwendung einer Batterie möglicherweise eingeschränkt ist.

 

    • Hohe Sicherheit: Batterien werden in Konsumgütern oder für wichtige industrielle oder behördliche Anwendungen verwendet. Keine dieser Parteien möchte, dass Batterien Sicherheitsprobleme verursachen.

 

    • Breiter Betriebsbereich: Einige chemische Reaktionen funktionieren bei Kälte oder Hitze nicht gut. Deshalb ist es wichtig, Batterien zu haben, die in einem Temperaturbereich arbeiten, in dem dies nützlich sein kann.

 

    • Keine Toxizität: Nickel-Cadmium-Batterien werden aufgrund ihrer toxischen Auswirkungen auf die Umwelt nicht mehr verwendet. Neue Batterien, die kommerzialisiert werden sollen, müssen diesbezüglich strengen Standards entsprechen.

 

    • Schnellladung: Was nützt ein Smartphone, wenn das Aufladen zwei volle Tage dauern würde? Ladezeit ist wichtig.

 

    • Geringe Selbstentladung: Alle Batterien entladen sich im Laufe der Zeit in kleinen Mengen – die Frage ist, wie viel und wirkt sich dies auf die Verwendbarkeit der Batterie aus?

 

    • Lange Haltbarkeit : Die Haltbarkeit von Batterien wirkt sich auf die gesamte Lieferkette aus. Daher ist es wichtig, dass Batterien viele Jahre nach ihrer Herstellung verwendet werden können.

 

 

Bei der Auswahl eines Batterietyps sind viele Vor- und Nachteile zu berücksichtigen. Je mehr Profis eine bestimmte Batterietechnologie von der obigen Liste abhaken kann, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie wirtschaftlich rentabel ist.

 

Nachdem Sie nun wissen, was Batterien können und was nicht, werden wir uns in Teil 3 der Batterieserie mit dem Markt für wiederaufladbare Batterien befassen.

 

 

 

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