Jag har i några inlägg gjort ett amatörmässigt försök att förstå förutsättningarna för laddningsbara batterier. Jag har varit och är fortfarande skeptisk till möjligheterna att åstadkomma riktigt bra och lätta batterier. Ett argument som jag hittills inte lyft fram är att reversibla kemiska processer som regel antingen kräver eller avger värme.
När det gäller batterier så bör dessa alltså bli varma antingen vid uppladddning eller vid urladdning. Eftersom utbytet av elektroner i viss mening måste ske vid ytor så gäller det alltså att ha material med stor yta, d.v.s veckade strukturer – ungefär som våra lungor eller tarmar.
Men ju mer yta som pressas in i en given volym ju mer värme kommer att avges. Jag kan tänka mig att denna värme utgör en begränsande faktor för hur stor energitäthet som kan uppnås. Det gör att jag fortfarande tvivlar på att batteridrivna bilar kommer att vara vanliga om 10 år.
Lars Bern har en intressant fundering där han föreställer sig att man kommer att kunna tillverka kondensatorer baserade på grafen som kan ladda upp lika mycket laddning som de bästa batterierna.
Det skulle innebära att det inte skulle behövas några kemiska processer, och eftersom kol är ett lätt grundämne så skulle sådana kondensatorer kunna bli lätta. Den som lever får se.
Men det var egentligen inte det jag ville ta upp i dagens inlägg, utan jag vill istället följa upp mitt senaste inlägg som ju handlade om Tchadsjön, genom att ta upp ett par artiklar om Afrika som Pierre Gosselin berättat om på sin blogg NoTricksZone. Båda handlar om Afrika söder om Sahara, den första om Sahel-området och den andra om Etiopien. Den första är daterad till juli 2016 medan den andra publicerades i september i år.
Båda utgår ifrån de senaste decenniernas nederbördsmönster, men medan den första gör ett försök att förklara orsakerna så gör den andra (om jag förstått det hela rätt) helt enkelt en linjär fortsättning. Nederbörden över Etiopien har ökat under det senaste halvseklet och forskarna antar att detta beror på uppvärmningen och de antar att om uppvärmningen fortsätter så kommer det att regna ännu mer.
Båda handlar om nederbörd och båda förutsäger i stort sett att det kommer att regna mer. Artikeln om Sahel utgår ifrån de sista 60 årens nederbördsmönster där det regnade hyfsat under 50- och 60-talen, medan de två följande decennierna blev torra. Det var också under de decennierna som ökenspridningen blev ett begrepp.
Men från 90-talet och framåt så har det regnat mer och Sahel har blivit grönare igen. Några forskare vid Max Planck-institutet för meteorologi i Hamburg har försökt att förstå vad det beror på.
Det viktiga i sammanhanget är att det finns en monsun över Västafrika som drar in vattenånga ifrån Guinea-bukten. Detta är en monsun som är av avgörande betydelse för människorna i Sahelområdet även om den inte är lika välkänd som exempelvis den monsun från Indiska oceanen som ger regn i bl.a. Indien.
Det är en monsun som pågår från juni till september och som för med sig regn hela vägen från Senegal i väster till Eritrea i öster, och mycket handlar om hur långt den når. Det som Max Planck-forskarna kommit fram till är att när det är varmt i östra Medelhavet så drar fuktig luft från Medelhavet söderut och när den stiger på grund av värmen så drar den in den fuktiga luften från Atlanten så att den når längre österut.
Även om jag sedan länge trott att både väder och klimat till stor del styrs av värmefördelningen i haven och därför gärna vill tro att de har rätt så kan jag inte bedöma hur säkra slutsatserna är. Nu vet vi ju att Sahara var mycket, mycket grönare för 6, 7 tusen år sedan så är det ju möjligt att deras teori också skulle kunna förklara varför det regnade mer då.
Den andra uppsatsen gör såvitt jag förstår inget försök att förklara varför det blivit mer vatten i Blå Nilen de senaste decennierna, men den är intressant därför att den tar upp ett av de stora problemen med dammbyggen och vattenreglering, nämligen det slam som hamnar i dammarna.
Båda artiklarna accepterar i stort sett IPCCs prognoser men de visar på något som borde vara självklart, nämligen att om jordens klimat förändras så finns det några platser som gynnas medan andra missgynnas. De här artiklarna handlar om platser som de tror kan komma att gynnas.
Ännu en positiv effekt av uppvärmning således. Därtill en effekt som i sin tur bromsar ytterligare uppvärmning.
Erosion går att bemästra. Så även höga flöden på fel plats. Vatten är oftast den begränsande faktorn i Sahel.
En lösning skulle kunna vara tessla coils. Då behövs inte batterier.
#2 Mats
🙂
Tesla coils
Har du försökt
Teslaspolar ger upphov till imponerande ljusbågar men för energilagring är de värdelösa.
3
Ingvar i Las Palmas
Nej men jag har läst artikel och annat om Tessla och storyn om att distrubuera el.
Tessla förlora för det skulle innebära gratis el. El transporteras trådlöst. Vi vet hur det blev.
Jag misstänker att liknande överföring borde fungera. Tessla coils kanske är nåt annat än det som tänktes på när det var på tapeten.
Ja, väder, vind och klimatförändringar är komplexa förhållanden som har funnits under hela jordens historia. Visst är det så, har det blivit gynnsammare klimat i en region så blir det ogynnsammare någon annan stans, liksom att om temperaturen går upp någon stans så går den ner på någon annan plats. Detta visar att den sammanvägda temperaturen över klotet är relativt stabil över tid. Men tid för oss levande är någonting som vi märker på förändringar runt oss och på vår egen förgänglighet. Geologisk förfluten tid med sin historia av miljoner år är något som klimatforskarna tycks ha glömt bort. Både långsammare och snabbare förlopp som påverkar energiflödet mot jorden är axiom. Hur kan klimatforskarna på ett så flagrant sätt undvika denna kunskap och påstå att mänskligheten under vårt ynka tidsögonblick här, redan påverkar jordens klimatsystem? De saknar verkligen kunskap och perspektiv. De klimatforskare som vill verka trovärdiga måste förklara för politikerna att vi har nog förhastat oss om AGW som drivande av klimatet.
Positiva effekter av klimatföränding(en)? Ha, ha – att svära i kyrkan – eller häda islam 😉
Hej Mats,
om vi ska uppehålla oss vid början av inlägget ett ögonblick, så handlar det om att antingen ha ett vägnät som låter fordon få elektricitet som ”finns utanför bilen”, exempelvis i vägen eller i ledningar ovanför, eller att bära med sig energin. I det senare fallet handlar det om att ha hög energitäthet, både i fråga om vikt och volym, och med möjlighet att med hög verkningsgrad omvandla energin till mekanisk energi för att driva fordonet. Elektrisk laddning är bra eftersom man kan gå direkt från ”källan” till elström för att driva en elmotor. Kemisk energi kan i bränsleceller ge elektrisk ström med bra verkningsgrad men problemet är såvitt jag förstår att de kräver väte som bränsle. Varje användning av energi som för att få ut mekanisk energi tar omvägen över värme får låg verkningsgrad.
Hej Sten.
Intressanta tankar.
Jag tänker så här.
Problemet idag är batteriet. Därför är lösningen distrubution av el utifrån.
Problemet blir då infrastuktur och distrubuering av el istället.
Man kan tänka sig hybrider eller med batterier för att ta sig till de stora vägarna. Men ill vill ha ned viktien. Förbränningsmotor bort. Batterier bort.
Jag har ett starkt minne av attt Tesla löst problemet med trådlös distrubution av el. Jag tycker mig se en lösning av en mängd problem med en sådan lösning.
Hej Mats,
det var du som skrev att ”gratis el” nog inte kommer att fungera. Det gäller alltså att kunna ta betalt för energin.
Som jag förstår Max-Plank rapporten är det modeller hela vägen ner – fritt från besvärande mätningar.
10
Sten Kaijser
Sant. Här behövs nytänk hur man tar betalt för något som blir allmängods men samtidigt har en produktionskostnad. Energiskatt kanske… öppen för förslag.
Hej Bengt, det var för att det var modeller som jag var tveksam om pålitligheten, men eftersom utgångspunkten för modellerna var viktfördelningen i haven skrev att jag gärna ville tro att de hade rätt.
”Det som Max Planck-forskarna kommit fram till är att när det är varmt i östra Medelhavet så drar fuktig luft från Medelhavet söderut och när den stiger på grund av värmen så drar den in den fuktiga luften från Atlanten så att den når längre österut.”
Det verkar i och för sig rimligt. Den vanliga förklaringen att kraftigare sommarmonsun vid varmare klimat bara ”parallellförflyttar” Sahara norrut och leder till torrare klimat i Nordafrika håller inte. Analyser av stabila isotoper och fossila flodsystem visar att både regn från söder och från norr ökar samtidigt under fuktiga intervall i Sahara.
Det nuvarande klimatet i Sahara är dock ovanligt. Det är ett torrt istida klimat trots att vi fortfarande befinner oss i en mellanistid.
Mats #5 Teslas modell för trådlös elöverföring fungerade utmärkt på en scen på några meters avstånd, men är tyvärr helt värdelös för praktisk energiöverföring.
# 13
”As Jong-yeon Park and his supervisors, Daniela Matei and Jürgen Bader, discovered through model calculations carried out for his doctoral thesis, the West African monsoon was more intensive in the past 20 years than in the two preceding decades – ”
Upptäckte att det regnat mer de senaste 20 åren genom modellberäkningar ??!!
”Jong-yeon Park used the latest version of the Max Planck Earth System Model MPI-ESM for the calculations. -”
”in other model experiments in which the Mediterranean heated up but the Arctic, North Atlantic and North Pacific Oceans did not, more rain fell in the Sahel region.”
Jag vill också gärna tro att det stämmer, men någon liten titt på en termometer eller en regnmätare kunde de väl ha kostat på sig?
Hej Bengt,
naturligtvis har du rätt, men istället för mätningar hade de det faktum att Sahel blivit grönare de senaste decennierna.
Vi får väl hoppas att det kommer fler artiklar som påtalar fördelar med en uppvärmning – det märkliga är ju fortfarande att en klimatförbättring fruktas av de som kan få störst glädje av den.
Mats.
Håller med Thomas. Helt omöjligt. Och farligt. Ungefär som åskväder.
Temperaturegenskaperna varierar mellan olika typer, ofta försämras egenskaperna vid låg temperatur och vid hög temperatur kan cellen / celler skadas.
Litium-jon batterier
Litiumbatterier är byggda av litium-celler med någon form av ”styrsystem” samt överbelastningsskydd, inneslutet i ett skal skydd. Fördelarna med en litium- jon-batteri är bl.a. vikten, c:a 70% lättare än blybatteri för samma ändamål. Litium-jon batterier är ännu dyra att tillverka – cirka 40 procent högre kostnad än t.ex. nickel-kadmium batterier.
För närvarande förbereder sig de stora batteriproducenterna på genombrottet inom elektrifieringen av hybridfordon, laddhybrider och batterifordon. Fordonselektrifieringen innebär behov av mycket stora produktionsvolymer och bygger just nu på litium-jon-batteriet.
Energitätheten i litium-jon är vanligtvis dubbelt så stor som standard nickel-kadmium. Det finns potential för högre energi densitet. Last egenskaper är tämligen bra och beter sig på samma sätt som nickel-kadmium när det gäller utsläpp. Genom den höga cellspänning på 3,6 volt kan batteripaketet mönstras med endast en cell. De flesta av dagens mobiltelefoner körs på en enda cell. En nickelbaserad batteri förpackning skulle kräva tre 1,2-volts seriekopplade celler.
Litium-jon är ett låg underhålls batteri, en fördel som de flera andra kemiska sammansättningar inte kan göra anspråk på. Det finns inget minne och ingen regelbunden cykling krävs för att förlänga batteriets livslängd. Dessutom är självurladdningen mindre än hälften jämfört med nickel-kadmium. Litium-jon celler orsakar liten skada när de avyttras.
Trots dess övergripande fördelar, har litium-jon sina nackdelar. Det är skör och kräver en skyddskrets för att upprätthålla en säker drift. Inbyggd i varje förpackning, begränsar skyddskretsen toppspänningen i varje cell under laddning och förhindrar cellspänningen från att falla för lågt under urladdning. Dessutom övervakas celltemperaturen för att förhindra extremt höga temperaturer. Nu har forskare vid Stanforduniversitetet i USA för första gången lyckats tillverka ett litiumjon-batteri som stängs av automatiskt när de blir för varma. Batteriet börjar fungera igen när temperaturen blir lägre, utan att minska sin tidigare kapacitet. Forskarna har alltså utvecklat en ny form av plast innehållande små nickelpartiklar som tillsammans med det atomtunna materialet grafen, leder ström. När temperaturen blir för hög, stiger över 70 grader Celsius, expanderar materialet och nickelpartiklarna hamnar längre ifrån varandra. Därmed förlorar batteriet sin strömledande förmåga och batteriet stängs av tillfälligt. Om dagens litium-jon-batterier till exempel överladdas eller på annat sätt blir för varma, så riskerar batteriet att ta eld, vid över 150 grader Celsius, och är efteråt helt förbrukade. Men med det nya plastmaterialet kan forskarna ställa in vid vilken temperatur de vill att batteriet ska stängas av automatiskt.
Åldrande är ett problem med de flesta litium-jon batterier och många tillverkare tiger om detta problem. Viss kapacitet försämring märks efter ett år, oavsett om batteriet är i bruk eller inte. Nuvarande batterier kan ofta vara förbrukat redan efter två eller tre år. Det bör noteras att även andra kemiska sammansättningar har åldersrelaterade degenerativa effekter. Detta gäller särskilt för nickel-metall-hydrid om de utsätts för höga omgivningstemperaturer. Samtidigt är litium-jon förpackningar kända för att ha varit i drift upp till fem år i vissa applikationer.
Restriktioner för transport av litium-jon-batterier vid inrikes och internationella transporter på land, till sjöss och luft:
– Litium-jon-celler vars motsvarande litium-halt överstiger 1,5 gram eller 8 gram per batteri måste transporteras som ”Klass 9 diverse farligt material”. Cellkapaciteten och antalet celler i en förpackning bestämmer litium-innehållet.
– Undantag ges till förpackningar som innehåller mindre än 8 gram litium innehåll. Om däremot en transport innehåller mer än 24 litium-celler eller 12 litium-jon-batterier, kommer särskilda markeringar och transportdokument att krävas. Varje förpackning skall märkas att det innehåller litium-batterier.
– Alla litium-jon-batterier måste testas i enlighet med specifikationer som anges i FN: s 3090 oavsett litium innehåll (FN: s handbok för provning och kriterier, del III, avsnitt 38.3). Denna försiktighetsåtgärd skydd mot transporten av bristfälliga batterier.
– Celler och batterier måste separeras för att undvika kortslutning och förpackas i starka lådor.
Restriktioner för litium innehåll, för flygresor:
Flygresenärer ställa frågan, ”Hur mycket litium i ett batteri får jag ta ombord?” Vi skiljer mellan två batterityper: Litium-metall och litium-jon. De flesta litiummetall-batterier är icke-laddningsbara och används i filmkameror. Litium-jon förpackningar är uppladdningsbara och används bl.a. i bärbara datorer, mobiltelefoner och videokameror. Båda batterityper, inklusive reserv förpackningar, är tillåtna som handbagage men får inte överstiga följande litium innehåll:
– 2 gram för litium metall eller litiumlegerings batterier.
– 8 gram för litium-jon-batterier. Litium-jon-batterier som överstiger 8 gram men inte mer än 25 gram får transporteras i handbagaget om individuellt skyddade för att förhindra kortslutning och är begränsade till två reservbatterier per person. Hur vet jag halten litium av ett litium-jon-batteri?
Ur ett teoretiskt perspektiv, finns det ingen metalliskt litium i en typisk litium-jon-batteri. Det finns dock, motsvarande litium-halt som måste beaktas.
För ett litium-jon-cell, beräknas detta till 0,3 gånger den nominella kapaciteten (i amperetimmar). Exempel: En 2Ah 18.650 Li-ion cell har 0,6 gram litium-innehåll. På en typisk 60 Wh laptop batteri med 8 celler (4 i serien och 2 parallellt) uppgår litium-innehållet till 4,8 g. Att stanna under åtta gram FN:s- gräns på 8 g innebär att den största batteriet du få transportera är 96 Wh. Detta paket kan omfatta 2.2 Ah:s celler i en 12 celler arrangemang (4 i serie och 3 parallella). Om 2.4 Ah cellen användes i stället, skulle packet behöva begränsas till 9 celler (3 i serie och 3 parallella).
MVH,
Ingvar, Thomas..
Hm.. Oavsett så är Tesla intressant att studera. Han anses ju vara en av våra största genier genom tiderna. Väl värd att lyssna på.
Kanske lite OT, men väldigt belysande, allsidigt och ffa intressant:
’The Real War on Science’, by John Tierney
En nykter betraktelse av hur skada politiseringen av mycken akademisk (sk) vetenskap t. Inklusive förstås det sociala fenomen som kallas ’klimatforskning’ …
#20 Mats G
>Oavsett så är Tesla intressant att studera.
Jomenvisst!
En sak jag läste om honom var att var en mästare på att visualisera. Det påstås att han kunde visualisera hur en maskinkomponent fungerade och sätta igång den för att sedan ”lägga undan” visualiseringen och återkomma långt senare till den för att inspektera var det blev slitage.
Om det är sant eller inte vet jag inte. et var många år sedan som jag läste det.
# 20 Mats G Han är också en mästare på att plocka skattebetalarna på pengar. Hittills har han fått 4,9 MILJARDER $ i skattesubventioner.
Varför inte vätgasbränsleceller?
http://www.nyteknik.se/fordon/svenska-bransleceller-i-varldens-forsta-tunga-vatgaslangtradare-6805805
#19
”Om dagens litium-jon-batterier till exempel överladdas eller på annat sätt blir för varma, så riskerar batteriet att ta eld, vid över 150 grader Celsius, och är efteråt helt förbrukade.”
Detta kan nog karaktäriseras som årets underdrift på KU:
http://ekstrabladet.dk/incoming/krrdww/5892226/IMAGE_ALTERNATES/p600/Brand%20i%20Tesla
#25
”Varför inte vätgasbränsleceller?”
Läs kommentarerna i länken så förstår du varför inte.
Nu verkar det ha blivit lite förvirring runt Tesla
Nikola Tesla, personen
https://sv.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
Bilen Tesla framtagen av Elon Musk
tessla???
Ingvar #27
Du tror väl inte att det är en tillfällighet att Musken valt namnet Tesla?
Torskbete!
Håkan #28
Jomenvisst! Smart drag av Musk.
Lite OT men intressant artikel på Yle om solens aktivitet.
https://svenska.yle.fi/artikel/2016/11/21/solen-varvar-ner
Hörde just Alice Petrén på radion i ett kåseri om flyktingkrisen. ”Det blir fler därför att öknen sprids” påstod hon.
På nyheterna handlade det också om torka och svält på Madagaskar. ”Torka och klimatförändringar har orsakat… ” påstods det. Hur lång tid har det varit torka där? Klimatförändringar är medelvädret på minst 30 år. Torka liksom motsatsen drabbar olika delar av världen då och då. – Men medierna använder ordet ”klimatförändringar” på varje form av ovanligt väder och har på så sätt hjärntvättat befolkningen eftersom man samtidigt har fått folk att tro att klimatförändringar alltid är orsakade av människor.
Det verkar dock som om problemen på Madagaskar till stor del är orsakade av omfattande skogsskövling.
Joakim # 30
Jag hörde programmet i radion. Tur att jag satt färdigt. Skulle annars ha ramlat ikull. Det har uppenbarat sig små ljusglimtar här och där.
Vad sägs om detta batteri då?
Lite på supraledande 2-dimensionella supraledande material. ( Om jag förstått saken rätt )
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161121162043.htm
Inte kommersiellt ännu. Dock spännande. Kan ladda en mobil på några sekunder, 30 000 omladdningar, håller en hel vecka i en modern ’smartphone’
CecilB #34,
Det låter mycket intressant och bygger på en helt annan teknik än vanliga batterier.
Antag, för skojs skull, att det här blir ett mega-genombrott på ellagringsfronten. Det bygger på ny fysik (nanofysik) och kräver mycket avancerade kvantmekaniska beräkningar. Tror någon att detta genombrott på något enda sätt fått hjälp av alla de miljarder som nu slängs ut på elbilsfabrikörer som Musk och andra, som verkar tänka i förhållandevis traditionella banor? – Knappast. Bara en liten bråkdel av de skattepengar som slängs ut på att subventionera elbilar skulle ha kunnat finansiera grundforskningen inom nanoteknologin. Politiker slänger ständigt pengar på fel saker, och på fel sätt.
Ingemar N # 35, Så sant som det är sagt.
” Bara en liten bråkdel av de skattepengar som slängs ut på att subventionera elbilar skulle ha kunnat finansiera grundforskningen inom nanoteknologin. Politiker slänger ständigt pengar på fel saker, och på fel sätt.”
CecilB #34
Säkert bra för mobiler, men för bilar så är det hur mycket kräm som anslutningen kan leverera som avgör laddtiden. Om man inte har ett eget dieselverk med rejäl effekt.
Ingemar N. #35
Här är en som brukar veta vad han snackar om.
https://youtu.be/pNfRa_9MzQw?t=2550
#35
”Det låter mycket intressant och bygger på en helt annan teknik än vanliga batterier.”
Då fattade jag saken rätt.
”Antag, för skojs skull, att det här blir ett mega-genombrott på ellagringsfronten. Det bygger på ny fysik (nanofysik) och kräver mycket avancerade kvantmekaniska beräkningar. Tror någon att detta genombrott på något enda sätt fått hjälp av alla de miljarder som nu slängs ut på elbilsfabrikörer som Musk och andra, som verkar tänka i förhållandevis traditionella banor? ”
Genombrottet har inte skett ännu, och att Elon inte har snappat upp detta är en stor varningstriangel.
Men som du inledningsvis sa, det är intressant att tänka runt. I stor skala kan tekniken även användas i form av större användningsområden. Bilar, Robotar, Radio…apparater.
Jag har dock en känsla av att detta inte är slutmålet. För det bättre av de många.
Men åter OT. Om Tessla hade rätt i att allt rum har energi, och vi kan ’tappa’ den så har vi en bra ’el-bil’ på G tror jag.