Tillbaka till framtiden

BatteryDevelopmentFör en vecka sidan visade vi ovanstående graf över batteriernas utveckling de senaste drygt hundra åren. Det är inte av slump som elbilar har börjat erövra världen först nu – förut fanns helt enkelt inte tillräckligt bra batterier för att kunna bygga dugliga elbilar!

Det var inte ointresse för miljön, eller billig olja som gjorde att det inte byggdes några elbilar på 70- och 80-talet. Den erforderliga batteriteknologin var helt enkelt inte uppfunnen än! Månbilen på 70-talet hade engångsbatterier – för NASA hade inga alternativ.

När NASA började bygga sina rymdfarkoster var deras strömförsörjning ett stort bekymmer. Hur ska de kunna ta med elförsörjning för flera dagars rymdfärder när varenda gram kostade enorma summor att skjuta upp? Tack och lov hade de en underbar uppfinning att tillgå: bränslecellen. Rymdfarkosterna hade redan med sig syretankar för att astronauterna skulle kunna andas. Genom att även ta med sig flytande väte kunde man inte bara generera el med bränslecellerna utan även försörja astronauterna med dricksvatten – biprodukten av reaktionen i bränslecellen är ju vatten.

Viktigt att komma ihåg var att de inte stod och vägde mellan batterier eller bränsleceller – de hade inga val, för dagens laddbara batterier var inte uppfunna än. (Internationella Rymdstationen som i huvudsak byggdes kring millennieskiftet använder inte längre bränsleceller utan laddbara batterier.)

GM_Electrovan

Mitt i rymdkapplöpningen på 60-talet var det naturligt att försöka tillämpa teknologin även här på jorden. Det var så första vätgasbilen, General Motors Electrovan föddes. Dess räckvidd på över 19 mil vida överträffade allt den tidens batterier var kapabla av.

Men det var ändå först när Toyota började experimentera med sina vätgasbilar 1992 som allmänheten fick upp ögonen för bränslecellsbilar. Tittar vi på batterigrafen ser vi att det är samma år som de första primitiva NiMH och litiumjonbatterier dyker upp.

Jämfört med den tidens batterier hade bränslecellsbilarna enorma fördelar. De kunde åka mycket längre än om man skulle stoppat batterier i bilarna! Den tidens allra bästa batterier kunde inte ens lagra 200 Wh/L, medan bränslecellsbilar kunde få ut hela 400 Wh/L från vätgasen i sina tankar.

Vätgas och bränsleceller var överlägsna i många år framöver. Som vi ser av diagrammet var det inte förrän på 2000-talet som batterier kom upp i samma energidensitet som vätgasbilar. Under hela 90-talet -bränslecellsbilarnas guldålder- fanns det inte några batterier som kunde tävla mot dem.

Det som hände dock var att batterier utvecklades undan för undan och har idag högre energidensitet än vätgasbilar.

Ja, du läste rätt: skulle du plocka loss alla gastankar, slangar, pumpar och bränsleceller från till exempel bränslecellsbilen Toyota Mirai och stuva in batterier istället i utrymmet skulle de kunna lagra mer energi. En batteridriven Toyota Mirai skulle få längre räckvidd än den vätgasdrivna. Jämför vi till exempel Chevrolet Bolt med Toyota Mirai tar Boltens batterier långt mindre plats än Mirais vätgastankar och bränsleceller.

Det enorma försprång bränslecellsbilar hade innan millennieskiftet har batterierna sakta men säkert hunnit ikapp. Allmänhetens bild av kampen präglas fortfarande av hur det såg ut på 90-talet men i själva verket är loppet egentligen redan kört.

 


Är du intresserad av vätgasbilar bör du även läsa ”Vätgasbilar tankas snabbt och släpper bara ut vattenånga”

 

Tagged . Bookmark the permalink.
  • Axel Svensson

    Mycket bra artikel som vanligt. Toyota et al har visserligen försökt öka energidensiteten för vätgas genom att öka trycket. Nu kör man med 700 bar istället för tidigare 350 bar och har på så sätt kunnat lagra lite till. Det ökade trycket kostar dock i komplexitet, total effektivitet och säkerhet. Skulle man öka trycket än mer skulle inte mycket vinnas. Dels måste man ha större och tåligare gastankar och dels går det inte pressa mer än till flytande vätgas. Dessutom skulle hela infrastrukturen behöva bytas ut. De vätgasstationer som byggdes för 350 bar-bilarna kan aldrig tanka 700 bar-bilarna fulla och de vätgasstationer som kör med 700 bar kan inte tanka 350 bar-bilar.

    • Filip

      ”flytande vätgas” :D

  • Filip

    De där 32 bränslecellerna på bilden i bussen skulle kunna bytas ut mot blybatterier tom. Tankarna och lite annat skulle kunna ge plats för upp emot 40st bilbatterier totalt om 1, 2kWh per st. Oj! 48kWh? Mer än alla bilar utom tesla! Vilkten: 800kg = dåligt men funkar. Kostnad för batterierna = 40kkr! Inte helt fel ändå. Problem är väl livslängd. Inte bara wh/l som är intressant. Minst lika intressant är pris och livslängd.

    • Alf

      Bly batterier ska helst ej tömmas mer än 50% och aldrig mer än 75%.

  • Top 12

    Sen skall man inte glömma driftskostnaden vätgas kontra el och säkerheten vid en eventuell olycka av något slag.

  • Sven Svederberg

    Det finns flera anledningar att lägga ner projektet bränsleceller för personbilsdrift till förmån för batteridrift.
    Den vätgas som används idag produceras från fossilgas.
    Komprimerad gas är inte ofarlig. För inte så länge sedan exploderarade gastanken på en VW. Gastanken har inte heller evig livslängd utan ska bytas ut efter ett antal år. Kostnad?
    Elbilar är mer energieffektiva. En Tesla model S behöver ca 2 kWh (motsvarar ca 0,2 l bensin/diesel) för att färdas när mil. En bränslecellsbil förbrukar motsvarande 6 kWh/mil. Det motsvarar 0,6 l/mil och det är ungefär vad en modern bensin/diesel förbrukar.
    Och som tidigare nämns så finns el över hela Sverige. Om vätgas behövs en helt ny infrastruktur.
    .

  • Filip

    Ah, där sprack det :p