[新聞看法分享] 他發明能讓電動車跑2400公里的電池！英國車廠明年將開始使用

2019-10-30星期三晚上10點

長官傳來這個新聞

發明能讓電動車跑2400公里的電池！英國車廠明年將開始使用

英國皇家海軍前軍官與發明家Trevor Jackson開發了一款電動汽車電池，可跑1500英里(約2400公里)才需要充電，這是目前業界頂級電池能力的四倍。

Daily Mail報導，這位英國工程師已經獲得了數百萬英鎊的合約，開始在英國大規模生產電池。Jackson的電池不僅可以為電動汽車提供前所未有的動力，還可以為公共汽車、卡車、飛機以及可能用到電池的任何東西供電。從明年開始，英國艾塞克斯郡(Essex)的工程公司奧斯汀電氣(Austin Electric)將開始安裝數千個這樣的設備在他們的車輛中。

...

資料判斷

內容剛看完，至少文章沒有明顯而且嚴重的自打臉現象。

另外，文中有一支YouTube影片
BBC coverage of Métalectrique Technology ( https://www.youtube.com/watch?v=38cKvIQzHG0 )

歐! 竟然BBC去採訪，也許有看頭歐! ^_^

再來就要問，這是什麼時候的事?

這個新聞的網頁連結( https://www.wakism.com/archives/73340 )，連到了一個叫做 "Wakism 覺新聞"的站上。

有新聞內容，但竟然沒有新聞的發布時間。

很奇怪!

好在文章底下有一行， "新聞來源: Daily Mail"

那就按按看這個連結囉!

外文資料(新聞來源)

按下連結後，還真的連到了Daily Mail

(有很多農場文章的連結是假的，通常是連不到東西，不然就是連到廣告頁面、或是色情網站。這個很好，能連得出去。)

文章出現了

Ex-Navy officer turned inventor signs a multi-million deal to produce his electric car battery that will take drivers 1,500 miles without needing to charge

Imagine the satisfaction of driving your environmentally friendly electric car for 1,500 miles without having to stop to recharge the battery - a distance more than four times as far as the best and most expensive model currently on the road.

Under the bonnet is a revolutionary new type of battery which, unlike those used in conventional electric cars, can also power buses, huge lorries and even aircraft. What's more, it's far simpler and cheaper to make than the batteries currently in use in millions of electric vehicles around the world - and, unlike them, it can easily be recycled.

This might sound like a science-fiction fantasy. But it's not. Last Friday, the battery's inventor, British engineer and former Royal Navy officer Trevor Jackson, signed a multi-million-pound deal to start manufacturing the device on a large scale in the UK.

...

外文資料的發布日期為2019-10-20
長官轉傳該新聞的日期為2019-10-30，晚了外文資料10天

猜猜樂時間到了

中文標題為 "發明能讓電動車跑2400公里的電池！英國車廠明年將開始使用"

英文標題為 "Ex-Navy officer turned inventor signs a multi-million deal to produce his electric car battery that will take drivers 1,500 miles without needing to charge"

兩種語言都沒提到是哪種電池

呵呵!

不合常理。

如果是突破性技術，通常會破題，直接將技術寫在標題上

例如:

《科技與創新-30》STOBA防爆技術帶領台灣電池產業進軍東南亞市場
工研院防爆電池材料 STOBA 獲日本三井化學投資在台生產

既然題目上沒有提到電池，那就來看看文中哪裡會講到電池種類吧。

看了一陣子，才發現原來是 "鋁空氣電池(aluminium-air fuel cell)"

最後，看到文末，竟然沒有看到任何學術方面的資料。有點意外，也許是發明人認為需要進行商業保密，所以不做學術發布。

外文資料(其他評論者)

接下來看看其他人對這個訊息的看法

Jonathon Ramsey在2019-10-22發了一個部落文報告

Another aluminum-air battery promises 1,500 miles of range from a charge
Due for sale next year, whopping claims come with a whopping backstory
(link: https://www.autoblog.com/2019/10/22/aluminum-air-electric-car-battery/ )

文中提到

First, some history. Al/air, one of a category of metal/air batteries, aren't new, and zinc-air batteries are already in use in places like solar installations. Researchers developed them in the 1960s but couldn't commercialize them. More accurately called a fuel cell, electricity generation happens when aluminum is dipped in an electrolyte, then reacts with the air. In the Sixties, the technology was full of limitations: It required use of expensive, pure aluminum to get a suitable reaction; the electrolyte was poisonous and caustic; and the reaction caused a gel to form that clogged the air pathways in each cell.

中文意思

首先，來看點歷史。鋁/空氣，是金屬/空氣電池的其中一種，這點子並不新。鋅/空氣電池老早就被用在安裝太陽能系統上。研究人員在1960年代法展這種技術，但始終無法將其商業化。更準確地說，這種金屬/空氣電池也叫做燃料電池，當鋁放進電解液然後與空氣反應後會產生電力。在60年代，此種技術充滿了限制性: 需要昂貴的純鋁來達到良好的反應、電解液具有毒性跟腐蝕性、反應中產生的膠狀物會堵塞每個電芯間的空氣流通管道。

看到這裡，已經差不多GG了。

又是一個發展已久的技術，在嘗試商業化。但核心問題的解決程度卻沒有明確講清楚。

那只能如Jonathon所說: "在一個故事充滿著驚奇的陳述，並圍繞著一個充滿雄偉主張的產業。我們會做我們一直做的事: 等著瞧!"

...in a story full of astonishing claims centered around an industry full of breathtaking assertions, we'll do what we always do: Wait and see.

學術研究方面

獻慶再找找其他學術資料來參考，發現

1. 以前已經有人玩過了

早在2002年就有人在研究鋁/空氣電池的可能性。當然，認真再找下去的話，應該還會有更早的資料。這裡就不查了。

Ref:
Design and analysis of aluminum/air battery system for electric vehicles
J. Power Sources 112 (2002) 162
DOI: 10.1016/S0378-7753(02)00370-1

2. 一次性電池

鋁/空氣電池是一次性電池，意味著這種電池無法充電。

3. 能量密度

確實鋁/空氣電池的理論能量密度(5779 Wh/kg) [Ref: Appl. Sci. 9 (2019) 2787] 遠高於目前鋰離子二次電池(265 Wh/kg) [Ref: J. Phys. Chem. Lett. 6 (2015) 830]。

高達21倍 (5779/265=21.8)

儘管是一次性電池，但高能量密度確實有其賣點。

4.金屬/空氣電池

到目前為止，人類發明的不只有鋁/空氣電池，還有很多其他的金屬/空氣電池。

鋰/空氣電池 Li-air battery
鈉/空氣電池 Na-air battery
鉀/空氣電池 K-air battery
鎂/空氣電池 Mg-air battery
鋅/空氣電池 Zn-air battery
鐵/空氣電池 Fe-air battery

其重量能量密度、體積能量密度、開路電壓如下圖所示。

Theoretical specific energies, volumetric energy densities, and nominal battery voltages of various metal-air batteries. Ref: Appl. Sci. 9 (2019) 2787, DOI: 10.3390/app9142787

5.金屬/空氣電池使用的元素在週期表上的位置

在週期表上將金屬/空氣電池的金屬元素標記出來。

除了鋰鈉鉀外，其他不太容易感覺到關聯性。

週期表上標示出Li, Na, K, Mg, Zn, Al, Fe的元素位置。Ref: https://www.rsc.org/periodic-table

實務的產業及商業模式方面

其實，光是一次性電池這點，就讓實務產業及商業模式方面出現了很多問題。

特別是車用方面，這種用完即丟的電池，其成本通常會高過汽油很多。

這是一個嚴重的問題。

買主在那?

(本文不做這方面的詳細討論，跳過)

當然，仍有許多先進們去做嘗試，時間一晃就是十多年。

1980年代，國際汽車工程師協會(Society of Automobile Engineers international, SAE international)就討論使用鋁/空氣動力電池的車輛之可行性(Ref: Fitzpatrick, N., Smith, F., and Jeffrey, P., "The Aluminum-Air Battery," SAE Technical Paper 830290, 1983, https://doi.org/10.4271/830290)。

1989年，SAE技術文件中報導，使用混合的鋁/空氣電池及鉛酸電池的電動車輛公路測試，測試結果顯示，鋁/空氣電池加倍了車輛的續航里程(Ref: Parish, D., Fitzpatrick, N., Callaghan, W., and Anderson, W., "Demonstration of Aluminum-Air Fuel Cells in a Road Vehicle," SAE Technical Paper 891690, 1989, https://doi.org/10.4271/891690)。

2013年3月，以色列Phinergy公司(http://www.phinergy.com/)發展鋁/空氣動力電池，並發表一支YouTube影片，標題為"Phinergy drives car by metal, air, and water"。使用採用了特殊陰極和氫氧化鉀的鋁空氣電池驅動電動車330公里(https://www.youtube.com/watch?v=k6kIJlgqezE)。公司CEO Aviv Tzidon表示，鋁/空氣電池具有極高的能量密度、零二氧化碳排放、可持續性、完全可回收等優點。

同年3月，以色列外交部的科學總長展示了Phinergy公司的鋁/空氣電池技術給美國總統歐巴馬(Obama)及以色列總理班傑明(Benjamin Netanyahu)。CEO Aviv Tzidon表示該電池只使用水、空氣、跟鋁，就能達到推動車輛，且讓續航里程達1600公里。歐巴馬在聽完報告後表示，他們公司應該向福特(Ford)及通用(GM)汽車公司來介紹。CEO Aviv Tzidon稍後向歐巴馬徵求引薦(Ref: Phinergy CEO on aluminum-air batteries and 1,000-mile range-extended EVs, https://chargedevs.com/features/phinergy-ceo-explains-aluminum-air-batteries-for-1000-mile-range-extended-evs/ )。

老前輩的經驗

獻慶: 有聽過鋁/空氣電池嗎? 聽說可以讓車子開很遠。

老前輩:
鋁/空氣電池?!
啊不就是鋅/空氣電池。
20年前的異能公司，蔡則彬、蔡董就已經玩過啦!
這種是一次性電池，它的鹽類副產品流動緩慢、黏滯性高，會堵塞通道。
那時我年輕不怕死，做過實驗，整個壓力鍋直接炸開，卸壓閥根本無效。壓力鍋的電木手柄還從我的臉旁飛過，釘在牆壁上。

很久的事情了，人家都不玩了...

獻慶: 看來蔡則彬投入了不少。專利相當多歐! 目前Google Patent上就看到11筆了。
https://patents.google.com/?inventor=%E8%94%A1%E5%88%99%E5%BD%AC

可能性

金屬/空氣電池，也不全然沒有可能性啦!

Yanguang Li及Jun Lu認為

Metal-air batteries have a theoretical energy density that is much higher than that of lithium-ion batteries and are frequently advocated as a solution toward next-generation electrochemical energy storage for applications including electric vehicles or grid energy storage. However, they have not fulfilled their full potential because of challenges associated with the metal anode, air cathode, and electrolyte. These challenges will have to be properly resolved before metal-air batteries can become a practical reality and be deployed on a large scale.

中文意思

金屬/空氣電池的理論能量密度遠高於鋰離子電池，這點大大支持了其成為下一代電化學儲能應用，包含電動車及併網儲能。然而金屬/空氣電池尚未達到成熟，仍有許多挑戰在陽極金屬、陰極空氣、及電解液等方面。在金屬/空氣電池成為現實並且進入大尺度製造之前，這些挑戰需要一一解決。

Ref:
Metal-Air Batteries: Will They Be the Future Electrochemical Energy Storage Device of Choice?
ACS Energy Lett. 2 (2017) 1370
DOI: 10.1021/acsenergylett.7b00119

結論

除非鋁/空氣電池方面的基礎科學研究有突破性進展，包含陽極金屬、陰極空氣、及電解液等方面。否則現有的產業及商業模式，並沒有支持其大規模發展並造成產業革命的可能性。

就讓我們繼續看下去吧! ^_^

(FB link: https://www.facebook.com/hsienching.chung/posts/2874179785928305 )

感謝

長官傳新聞來。

老前輩在這個主題上的經驗分享及討論。他提供了過去做鋅/空氣電池時的"美好"經驗! ^_^

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