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Titolo: Batterie Litio-Aria

Promettono una efficienza del 93%, capacità 10 volte superiore, peso e  
dimensione 5 volte minore delle Litio-ioni.
 
http://www.alphr.com/technology/1001898/lithium-air-batteries-will-make-your-smartphone-last-for-days-and-revolutionise
 
https://www.cam.ac.uk/research/news/new-design-points-a-path-to-the-ultimate-battery
 
 
-- 
#201815


Rimane pero' uno scoglio ineluttabile, il costo, specialmente se si pensa
ad un utilizzo di massa. Il litio non e' un elemento particolarmente
diffuso sulla terra, anche se non rientra nei "rari". Ma un uso
massiccio, come la domanda prevedibile di capacita' di accumulo elettrico
(pensate a tutte le auto sostituite da auto elettriche) porterebbe a
significative strozzature sul lato della produzione. 
 
Secondo Garrett, Donald (2004) Handbook of Lithium and Natural Calcium,
Academic Press:
 
"Lithium is a comparatively rare element, although it is found in many rocks
and some brines, but always in very low concentrations. There are a fairly
large number of both lithium mineral and brine deposits but only
comparatively few of them are of actual or potential commercial value. Many
are very small, others are too low in grade."
 

 significative strozzature sul lato della produzione. 
 
Per un impiego di massa come per l'automotive ci vorrà una tecnologia 
simile, ma basata su molecole o elementi più diffusi, tipo zinco-aria o 
grafene accoppiato a qualcosa di facilmente reperibile.
 
-- 
#201815

On 2015-11-07, Bruno Van Dyck <b...@van.dyck.invalid> wrote:

Pare infatti che ci siano ricerche su "cugini" del litio: sodio e potassio.
 
Ecco un esempio basato sulla tecnologia agli ioni di sodio:
 
http://www.aquionenergy.com/
 
http://www.aquionenergy.com/products
 
 
Qui c'e' un grafico (cycle life) che dovrebbe spalancare la bocca:
 
http://www.aquionenergy.com/energy-storage-technology
 
 
La promessa e' il basso costo (quanto ?) ed ovviamente la questione, come al
solito, e': "dove si compera ?"
Ecco la mappa dei fornitori:
http://www.aquionenergy.com/how-buy/residential-solar
 
 
Il piu' vicino pare BlueSky Energy,
Lessigen, Austria
"serving Austria, Germany, Switzerland, Italy"
http://www.blueskyenergyinc.com/
 
 
In quanto al potassio c'era una universita' che l'aveva avviata, ora
la cerco.
 


http://oregonstate.edu/ua/ncs/archives/2015/oct/discovery-about-new-battery-overturns-decades-false-assumptions
 
 
 


credo che la filiera litio aria sia studiata più che altro 
per studiare il catodo ad aria in condizioni meglio 
controllabili, per capire "delle cose" in contesto noto.
 
In futuro si passerà inevitabilmente a magnesio e/o alluminio.
 
Lo zinco non potrà mai rivaleggiare con Mg/Al su base 
ponderale, anche se magari su base volumica lo svantaggio 
sarebbe meno avvertibile. E' cmq un metallo relativamente 
pesante.
 
Non si può invece escludere il silicio, per quanto immagino 
che abbia una cinetica di reazione terrificante. Come 
densità energetica sarebbe meglio dell'alluminio stesso. La 
ricaricabilità invece no.
 
 
P.S. Al e Mg possono in effetti reagire con l'azoto, ma solo 
in condizioni molto severe (e anche con CO2, sempre in 
condizioni drastiche). E a T.A. non reagiscono nemmeno 
rapidamente con l'acqua.
 
Il problema del litio è che reagisce, anche velocemente, con 
tutte e tre queste molecole, sfortunatamente tutte presenti 
nell'aria normale.
 
Ora i casi sono questi :
* trovano (di culo) un sistema elettrolitico così peculiare 
tale da sopprimere la reazione del litio con azoto, acqua e 
anidride carbonica
* trovano un qualche genere di setaccio molecolare, tipo 
boh, zeoliti o affini, o qualche membrana nanoqualcosa, che 
alimentata con aria normale permetta il passaggio (o 
trattenga) selettivamente il solo ossigeno. Potrebbe anche 
venire sviluppato un "sistema spoletta", un carrier simile 
all'emoglobina, su una membrana impermeabile ai gas, che 
lato aria prelevi il solo ossigeno legandolo chimicamente e 
reversibilmente e lo rilasci nel comparto catodico.
* BARANO : usando una bombola di ossigeno liquefatto o 
compresso e usano una pila litio/ossigeno. Dico barano, 
perché nel momento in cui invece di prenderlo dall'aria, 
esternalizzando metà pila, il comburente, te lo porti in 
macchina dietro, allora hai una pila normale e la densità 
energetica di massa e volume relativamente decurtata (meno 
che dimezzata come minimo).
 
Quindi credo che nasca come tecnologia a tempo determinato, 
al meglio propedeutica a futuri sviluppi.
Il Litio è troppo poco per una tecnologia di massa e non ci 
si può fare niente.
L'unico uso per cui sarebbe adatto sarebbe una eventuale 
fusione nucleare. Ad es. sia l'idruro che il deuteruro e 
eventualmente un "triziuro" dei vari isotopi di litio sono 
solidi cristallini, quindi molto maneggevoli, specie per il 
confinamento inerziale.
Il litio più abbondante (92,4 %) è 7-Li (con 4 neutroni). In 
una ipotetica fusione "disproporzionante" con 1-H (il più 
abbondante pure, di brutto),
 
vedasi :
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Binding_energy_curve_-_common_isotopes.svg
 
 
si potrebbe concepire un "ciclo" del genere
 
[7-Li(+)][H(-)]  idruro di litio più comune
-------------------------------------------
2 [4-He]
 
usando l'energia di legame "per nucleone" (non per nucleo)
i conti dovrebbero essere circa questi (valori approssimati)
 
7 * 5,6 MeV + 0 MeV (prima)
-------------------------
2 * 4 * 7,05 Mev (dopo)
 
 
39,2 MeV (prima) -->  56,4 MeV (dopo)
 
DeltaE = 17,2 MeV / molecola LiH
 
1,035784 * 10^25 MeV / mole
siccome 1 MeV = 1,6 * 10^(-13) J
1,035784 * 10^25 MeV / mole
= 1,6572544 * 10^3 GJ/mol
 
magari ho cannato qualche conto ... mille gigajoule / mole 
non sembrano mica pochini
 
Cmq insomma, usato COSI' il litio non sarebbe più scarso :)
 
 
 
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 
 
---
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https://www.avast.com/antivirus
 
 


 
Questa sě che č una notizia...!!! :-)
Da queste immagini
https://youtu.be/aANBtotnsLI
 
si direbbe che ormai questo prodotto sia stato avviato in una regolare
produzione di serie.
Molto strano che la notizia e relativa 'informazione non abbia ancora
avuto un'ampia risonanza e la divulgazione che appare meritare, quanto
meno su organi d'informazione specializzati come ad esempio
Quattroruote...
 
--- news://
freenews.netfront.net/
 - complaints: 
ne...@netfront.net
 ---

 Quattroruote...
 
Semplice: Quattroruote e l'automobile non hanno interesse.
 
http://www.greentechmedia.com/articles/read/Aquion-Energy-Grabs-38M-More-in-VC-for-Grid-Storage
 
 
"...  it isn’t built to be compact enough to fit into electric vehicles
or to deliver high levels of power output over short periods of time."
 
Si tratta di batterie per uso stazionario, come per le batterie di piombo.
Solo un po' "meglio":
 
"Aquion Energy says its sodium-ion battery technology can deliver round-trip
energy efficiency of 85 percent, a ten-year, 5,000-plus-cycle lifespan,
energy storage capacity optimized to charge and discharge for multi-hour
applications. The firm has a price target of $250 per kilowatt-hour."
 
November 13, 2014
"Aquion Energy recently closed its Round E financing at $36.8 million.
We reported on the $25 million first close of this round in September."
 
"In January of this year, Aquion closed a $55 million Round D to push along
its manufacturing and commercial deployment. Investors in Aquion include
Bill Gates, Yung’s Enterprise, Nick and Joby Pritzker (through their
family’s firm Tao Invest), Bright Capital, Gentry Venture Partners, Kleiner
Perkins Caufield & Byers, Foundation Capital, and Advanced Technology
Ventures. Trinity Capital Investment and CapX Partners recently added
$20 million in venture debt, bringing Aquion's equity, debt and grant
total to more than $150 million. Aquion also recently added Thomas
McDaniel, former CFO at Edison International, to its board of directors."
 
"Aquion is already producing 1.5-kilowatt-hour S10 Battery Stack units,
as well as an 18-kilowatt-hour system that combines twelve of its S10 units,
for its early customers, CEO Scott Pearson told GTM in an interview. The
first is sited at an off-grid system used to store solar power for lighting,
air conditioning and small electronics."
 
"Aquion is also in the midst of delivering on an agreement with Siemens,
announced last year, to provide its batteries to the German grid giant for
testing, which is slated to get underway later this year."
 
E tanto per ribadire la mia osservazione priore:
 
“To make them inexpensive, you have to start with cheap input materials,"
 
Il settore e' in fermento, ecco altre opzioni:
 
http://www.eosenergystorage.com/
 
 
"The zinc-air battery startup reveals Enel, GDF SUEZ, National Grid, NRG, PNM,
BASF as new partners."
 
"But if Eos can do what it claims, it could disrupt the grid energy storage
business. At $160 per kilowatt-hour for a 1-megawatt, 6-megawatt-hour unit,
Eos’ unusual, aqueous electrolyte-based battery chemistry is targeting a
price that’s far lower than the $600 per kilowatt-hour and up we’re seeing
from flow batteries or the cheapest-of-cheap lithium-ion battery systems
meant for the grid. It’s also far lower than the presumed costs for the
hundreds of megawatts of grid-scale batteries deployed to date by vendors
like NGK, A123 and Xtreme Power, to name a few."
 
http://www.primuspower.com/
 
 
"Primus Power's flow battery technology is based on a zinc bromine system
with zinc plating and de-plating. Flow batteries, sometimes called
regenerative fuel cells, are a type of rechargeable battery in which
electrolyte flows through an electrochemical cell, which in turn converts
chemical energy directly to electricity."
 
http://enervault.com/
 
 
"Craig Horne, the CEO of EnerVault, is also going after large-scale energy
storage in the 100-kilowatt-and-up range. EnerVault just closed a $15 million
funding round led by Mitsui in a fundraising effort that Horne called one of
the more difficult things he's ever done."
 
Ma questa pare avere terminata la sua avventura:
 
June 16, 2015 
"Flow Battery Startup EnerVault Files for Assignment Before Creditors"
"It’s over for the VC-funded energy storage company."
 
http://www.imergy.com/
 
 
Una volta nota come "Deeya Energy" (a me il sito non si apre)
 
"For the last few years, Deeya Energy has made flow batteries for backup power
at telecom towers in India, a small corner of the energy storage business."
 
"Now the company, renamed Imergy Power Systems, has a new battery chemistry
and a new management team to help it take on a much wider market."
 
October 23, 2014
"Patented technology for recycled vanadium electrolyte brings the cost
to $300 per kilowatt-hour.
 
"Vanadium flow batteries can also last much longer than other batteries
because the vanadium electrolyte doesn’t degrade over time. In contrast,
chemical reactions inherent to lithium-ion batteries will cause them to lose
capacity over repeated charge and discharge cycles."
 
“Vanadium doesn’t go away, it doesn’t get consumed…even after 25 to
35 years,” said Timothy Hennessy, Imergy’s president and COO, in an
interview. “Whatever you put in, you get back out.”
 
"The company’s new 50-kilowatt battery comes with a minimum twenty-year
cycle life and can store up to 200 kilowatt hours of electricity."
 
L'unita' ha la denominazione ESP30 (per chi ama fare ricerche).
 
Cosa sta "tenendo indietro il vanadio" ?
 
"Cost has been another hurdle for vanadium batteries. Vanadium is abundant
but expensive to extract from the ground. And existing vanadium batteries
have only been able to use a pure form of the electrolyte in order to prevent
hydrogen from building up, which adds cost to the battery."
 
Ma:
 
"Imergy's ability to use recycled vanadium sets it apart. The company claims
it’s the first to use secondary resources of vanadium from mining slag, fly
ash and other environmental waste. The company’s unique chemistry also allows
the battery to remain stable up to 131 degrees Fahrenheit without the need
for cooling."
 
"Because vanadium is recyclable and doesn’t get consumed during use, battery
purchasers can also recuperate up to 40 percent of the battery cost by
selling it back to the market."
 
Questo mi ricorda le batterie al piombo: prima che la mafia nazionale
ottenesse il monopolio del ricicolo degli accumulatori, si poteva incassare
5000 Lire semplicemente consegnando una batteria usata al primo rottamatore.
 
"Imergy is already starting to sign contracts to buy back vanadium from its
customers once the battery reaches its 25-year lifetime."
 
Questa azienda ha tentato a vuoto un altra chimica:
 
"Imergy was formed last year out of Deeya Energy when that company decided
to walk away from developing an iron-chrome chemistry after four years of
research."
 
E dopo l'ESP30 ?
 
"The company’s third product size soon to be made public will be a 40-foot
container with 250 kilowatts of power designed to be stacked for
utility-scale projects. Imergy hopes to release that product by the middle
of next year."
 
Ed oggi ?
 
http://www.greentechmedia.com/articles/read/Pressure-Mounts-on-Imergy
 
 
June 08, 2015
"Imergy will soon have an opportunity to prove itself. SunEdison recently
ordered 1,000 ESP30 redox flow units from Imergy, to be delivered over the
next three years. The batteries are destined for deployment in India,
where they will store solar-generated electricity for off-grid consumers
and businesses in rural areas."
 
Attenzione: la critica a Elon Musk e Tesla e' con riferimento alla
Powerwall, non all'utilizzo del litio per le auto.
 
Un vantaggio del vanadio ?
 
"And they operate safely at higher temperatures -- an important attribute
in most parts of India and Africa, ..."
 
Infatti altre chimiche richiedono i condizionatori nei climi caldi.
 
E poi, con riferimento alla capacita' (a parita' di potenza, ovvero di
corrente massima):
 
"Scalability is another advantage that Hennessy stresses. "With a
lithium-ion battery, you need to add more cells to increase capacity.
With a flow battery, you simply add more electrolyte. In other words,
the bigger the flow battery gets, the cheaper it becomes per
kilowatt-hour -- the opposite of a lithium-ion battery."
 
Stiamo alla finestra per vedere. Magari al prossimo SolarExpo li
vedremo. Magari falliscono anche loro.
 
 
Quello delle batterie stazionarie e' diventato un mercato potenzialmente
lucroso e significativo a causa del boom passato di installazione
fotovoltaiche. Ora, molti hanno cominciato a capire quali sono i
problemi del fotovoltaico, specialmente che man mano vengono tolti
loro i privilegi nel rapporto con la rete nazionale (ad esempio si
comincia a discutere come quantificare i costi di "avanti ed indietro"
ovvero le perdite di rete, ed il contributo ai sovvraccarichi, dei
rapporti in "scambio sul posto").
 
L'ovvia "contro-reazione" (sensata) e' quella di accumulare in casa
l'energia elettrica e riciclarsela in proprio. Questo e' quello che
Tesla Motors ha visto per giustificare il suo Powerwall (altrimenti
a che serve ?).
 
Tornando ad Aquion Energy, una prima offerta:
 
https://www.altestore.com/store/Deep-Cycle-Batteries/Batteries-Saltwater-Technology/Aquion-Energy-S20P-Pre-wired-Battery-Stack-48V/p11629/
 
 
Pero' con: "We are no longer offering this product."
 
con riferimento ad un "Aquion Energy S20P Pre-wired Battery Stack- 48V"
di cui avete le complete caratteristiche (come per altre batterie
regolarmente in vendita:
 
FEATURES:
* Extremely high cycle life at 100% depth of discharge - 3000 cycles
at 100% DoD; 4000 cycles at 80% DoD; 6000 cycles at 50% DoD
* Extremely high abuse tolerance avoids frequent maintenance, downtime,
or replacements
* Ability to stand at partial state of charge with minimal self-discharge
to provide reliable performance on demand
* Wide operating temperature range with minimal degradation
* Non-toxic, non-flammable, non-explosive, non-corrosive (classified as
standard goods vs. hazardous goods)
* Environmentally benign materials - no corrosive acids or noxious fumes
* Better value than lead acid or lithium ion **See Documents Tab above for
lead acid and lithion ion comparisons
* No regular maintenance or active management required
* NEW! Higher peak power rating with 20A in-line fusing
* NEW! Energy can be extracted between 40-60 Vdc to sync up with LVD of
standard inverters
* NEW! 4 Year Standard Warranty 
 
E poi:
 
SPECIFICATIONS
Voltage Range 	40 to 57.6 Vdc
Nominal Capacity 	47.3 Ah at 20 hour discharge, 30°C
Nominal Energy 	2,366 Wh at 20 hour discharge, 30°C
Nominal Voltage 	48V
Continuous Power 	450 Watts
Maximum Current 	20A
Cycle Life 	3000 Cycles (100% DoD)
Operating Temperature Range 	-5 to 40°C ambient
Round Trip DC Efficiency 	>85% at at 20 hour discharge, 30°C
Charge / Discharge Modes 	CC, CP, CV, AC ripple tolerant
IP Rating 	IP 22 Rated
Dimensions/Weight 	36.8"H x 13"W x 12.2"D/ 249 lbs
In-Line Fusing 	20A
Connectors 	Amphenol H4
 
Pero' e' stata sostituita:
 
//
www.altestore.com/store/Deep-Cycle-Batteries/Batteries-Saltwater-Technology/Aquion-Energy-S30-Pre-wired-26kWh-Battery-Stack-48V/p11941/
 
 
Finalmente "un prezzo".
 
$1'200 per 2,6 kW*h ovvero 48,3 Ah tra 40 e 57,6 Vcc.
 
SPECIFICATIONS
Voltage Range 	40 to 57.6 Vdc
Nominal Capacity 	48.3 Ah at 20 hour discharge, 30°C
Nominal Energy 	2.6 kWh at 20 hour discharge, 30°C
Nominal Voltage 	48V
Continuous Power 	680 Watts (800W Peak Power)
Continuous Current 	17A
Cycle Life 	3000 Cycles (100% DoD)
Operating Temperature Range 	-5 to 40°C ambient
Round Trip DC Efficiency 	>90% at at 20 hour discharge, 30°C
Charge / Discharge Modes 	CC, CP, CV, AC ripple tolerant
IP Rating 	IP 22 Rated
Dimensions/Weight 	36.8"H x 13"W x 12.2"D/ 260 lbs
Connectors 	Amphenol H4
 
Ed ecco qualcosa per chi vive in una isola:
 
https://www.altestore.com/store/Deep-Cycle-Batteries/Batteries-Saltwater-Technology/Aquion-Energy-M110-LS83-Pre-wired-306kWh-Battery-Module-48V/p11988/
 
 
$15'000, ma:
 
SPECIFICATIONS
Voltage Range 	40 to 57.6 Vdc
Nominal Capacity 	579.6 Ah at 20 hour discharge, 30°C
Nominal Energy 	30.6 kWh at 20 hour discharge, 30°C
Nominal Voltage 	48V
Continuous Power 	8.1 kW (9.6kW Peak Power)
Continuous Current 	204A
Cycle Life 	>3000 Cycles (100% DoD)
Operating Temperature Range 	-5 to 40°C ambient
Round Trip DC Efficiency 	>90% at at 20 hour discharge, 30°C
Charge / Discharge Modes 	CC, CP, CV, AC ripple tolerant
IP Rating 	IP 2X Rated
Dimensions/Weight 	45.6" (1159 mm)H x 52" (1321 mm)W x 40" (1016 mm)D/ 3309 lbs
Earth Ground Lug 	3/8-16 Lug
 
http://cleantechnica.com/2015/04/28/aquion-energy-aqueous-hybrid-ion-battery-is-cradle-to-cradle-certified/
 
 
"Unlike virtually every other storage battery in the world, it is built from
components that are 100% safe for the environment both in the manufacturing
process and when the product reaches the end of its useful service life. It
uses a salt water electrolyte, carbon composite anode, manganese oxide
cathode, and synthetic cotton separator."
 
 
Premesse positive appaiono esserci anche per le batterie agli ioni di potassio:
 
"The problem with lithium-ion batteries–used to power cellphones, laptop
computers and electric cars, to name a few things–is that there is limited
availability of lithium. Potassium, on the other hand, is widely
available–1,000 times more abundant than lithium, said Xiulei (David) Ji,
the lead author of the study and an assistant professor of chemistry in the
College of Science at Oregon State University."
 
Ma dovremo aspettare la fine del 2016 per vedere se qualche azienda "di ventura"
si cimenta a provare la scoperta fatta alla OSU.
 
 
Dimenticavo, l'ultima di EOS (Eos Energy Storage ... un acronimo iterativo)
 
http://www.greentechmedia.com/articles/read/eos-energy-storage-closes-23m-funding-round
 
 
"Eos has reported that there are preorders totaling more than 3,000 megawatt-hours
for its Aurora battery, a 1-megawatt, 4-megawatt-hour system.
Deliveries are expected in early 2016."
 
E qualcuno in ENEL dovrebbe stare provando uno dei prototipi.
 
Uno dei commenti osserva pero' che il zinco e' gia' molto usato (per la sua
funzione come inibitore della corrosione):
 
http://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/research-innovation/research-topics/endangered-elements.html
 
 
Ohooo, interessante per gli investitori:
 
http://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/research-innovation/research-topics/endangered-elements.html
 
 
A parte l'Afnio (chi lo usa ?), abbiamo i seguenti elementi a rischio di limitazioni
nella disponibilita':
 
Elio (ma non era gia' "caro" ?)
Zinco (il citato)
Gallio
Germanio
Arsenico
Argento (peggio dell'oro ?)
Indio
Tellurio
 
In secondo ordine abbiamo:
 
Rutenio
Rodio
Tantalio
Osmio
Iridio
Platino (ma e' sempre stato "prezioso")
Uranio (indovinate chi guida la domanda ? ma il Torio non pare essere in lizza)
 
In terza posizione:
 
Litio (quindi la EOS pare basarsi su premesse difficili)
Boro
Magnesio
Fosforo
Scandio
Vanadio (di disponibilita' come il Litio ?)
Cromo
Manganese
Cobalto
Nichel
Rame
Selenio
Stronzio
Ittrio
Zirconio
Niobio
Molibdeno
Palladio
Cadmio
Stagno
Antimonio
Tungsteno
Oro (e daie' ...)
Mercurio
Tallio
Piombo
Bismuto
Neodimio (e basta comperare super-magneti per hobby :-)
 
(spero di non avere sbagliato qualche nome)