Medii proběhla zprávu o údajně převratném vynálezu bývalého námořního důstojníka Trevora Jacksona, který vynalezl nový, zatím tajný elektrolyt pro článek hliník - vzduch. Nová baterie má umožnit elektromobilu dojezd 2.400 km. Podívejme se na převratný vynález z hlediska fundamentálních přírodních zákonů. Množství hliníku potřebné pro dodání energie na tak dlouho cestu je 336 kg. Jakkoli dobrý elektrolyt na tom nic nezmění. Pochybuji, že tento vynález změní svět.
Pro zvídavé čtenáře uvádím výpočet potřebného množství hliníku podrobněji. Hmotnost látky vyloučené nebo rozpuštěné na elektrodě je dána Faradayovým zákonem:
m = ItM/zF (rovn.1), kde t značí čas, M molární hmotnost, z počet elektronů vyměněných při elektrodovém ději, F je Faradayova konstanta, která číselně odpovídá náboji molu elektronů. Další důležitou rovnicí je vztah pro elektrický výkon P
P = UI (rovn.2), kde U značí napětí a I elektrický proud. Dosazením z rovnice (2) do (1) získáme vztah
m = PtM/UzF
Dosazením příslušných veličin přímo určíme množství hliníku potřebného k ujetí 2.400 km. Pro P jako výkon automobilového motoru dosadíme 50 kW, což je spíše výkon menšího, tedy úspornějšího automobilu. Čas t při předpokládané rychlosti 100 km/hod je 24 hodin, tedy 86.400 sekund. Napětí článku hliník vzduch je 1,2 V, M značí molární hmotnost materiálu použité elektrody, tedy hliníku. Číselně je molární hmotnost hliníku Al 0,027 kg/mol, z = 3, při reakci Al se vyměňují 3 elektrony, F = 96.485 C/mol. Po dosazení získáme, že hmotnost potřebného hliníku m pro dojetí 2.400 km činí 336 kg.
Obdobný článek dokonce jako akumulátor ohlásila již roku 2013 jako zásadní průlom elektromobility izraelská společnost Phinergy. A na konceptu fyzické výměny vybitých článků elektromobilů za nabité zkrachovala kalifornská společnost Better Place podnikající rovněž v Izraeli.
Stanislav Brabec 24.10.2019: Tak auto může mít hliníkovou karoserii, která by byla zároveň baterií. Pravda, přineslo by to jisté problémy.
Robert Suchý 27.10.2019: Uvedený výkon motoru 50kW je snad přeci jen špičkový? Průměrný je přece mnohem nižší. U běžného osobního auta se uvádí že pro rovnoměrný pohyb rychlostí 100km/h je potřeba trvalého výkonu 15kW. Potom by už ta baterie nevážila 336kg, ale jen 100kg, což už začíná být velice zajímavé pro dojezd 2400km.
Tomáš Vodička 28.10.2019: Při vší úctě, uvedená úvaha je podle mě chybná. Automobil rozhodně nepotřebuje k jízdě trvalý příkon 50 kW. Elektromobily mají v běžném provozu spotřebu kolem 20 kWh/100 km, což by při průměrné rychlosti 100 km/h znamenalo příkon 20 kW. Kdyby se jelo plynule konstantní rychlostí 100 km/h, bude to ještě méně, u menšího elektromobilu kolem 10 kW. Takže se dostáváme na hmotnost potřebného hliníku mezi 70 a 140 Kg. Popravdě, ke zmiňované zprávě jsem také skeptický, jen myslím, že tenhle výpočet jako argument zkrátka nestačí.
30.10.2019: Máte pravdu, 50 kW je maximální výkon motoru, 20 kW je jako odhad skutečně potřebného výkonu realitě blíže. Nicméně způsob výpočtu je správný a ani potřebný nižší výkon neposouvá automobil poháněný elektrochemickým článkem hliník - vzduch mezi převratné vynálezy. Při elektrickém výkonu 20 kW spotřebujeme na cestu dlouhou 2.400 km 134 kg Al, zatímco benzinu při spotřebě 7 l na 100 km 126 kg. Kilogram surové ropy stojí asi 11 Kč , cena surového hliníku je zhruba 40 Kč/kg, takže pořád žádný zázrak.
