Zijn 'silicon anode lithium-ion' batterijen dé oplossing voor een duurzame elektrische luchtvaart? Of slechts een klein stapje vooruit in de ontwikkeling van de juiste batterijtechnologie.
Nadat het Amerikaanse Amprius eind maart aankondigde dat het een batterij kon bouwen met een energiedensiteit van 0,5kWh per kg kwam het begin augustus met het nieuws dat het een silicon anode lithium-ion batterij had gebouwd met een ontladingscapaciteit van 10C (10 x de batterijcapaciteit in ampère/uur) en een energiedensiteit van 0,4kWh per kg.
Dit buitengewone vermogen van de batterij cel levert ongekende voordelen op voor de bouwers van elektrische verticale start- en landingstoestellen (eVTOL) en onbemande luchtvaartuigen (UAV). Dit ongeëvenaard voortstuwingsvermogen is nodig om te voldoen aan de strenge eisen tijdens het opstijgen, cruisen en landen. Bovendien vergroot dit het vliegbereik met maar liefst 50% en verhoogt het laadvermogen.
Met een indrukwekkende vermogensdichtheid van 3500 W/kg in standaard ontladingsomstandigheden en een maximaal vermogen van meer dan 4400 W/kg bij lagere ontladingsdiepten, wordt de bruikbare ontladingscapaciteit van de cel uitgebreid. Het ondersteunt hoge stroompulsen bij lage laadtoestanden zonder onder de lagere uitschakelspanning te komen, namelijk 3000 W/kg bij 30% ontladingsdiepte. De combinatie van hoge energiedichtheid en hoge vermogensdichtheid vermindert het gewicht en volume van de batterij, wat leidt tot een groter bereik, een lagere oplaadfrequentie en lagere bedrijfskosten.
Bovendien beschikt de nieuwe ultra-high-power cel over een ultrasnelle oplaadmogelijkheid (UFC), die in ongeveer zes minuten of minder voor 80 procent is opgeladen, waardoor bedrijf kritische operaties met snelle doorlooptijden worden getransformeerd.
Toch moeten we deze 'uitzonderlijke aankondiging van Amprius' even relativeren en vergelijken met de huidige luchtvaartbrandstof, JetFuel A1 of kerosine.
- Deze silicon anode lithium-ion batterij bereikt een energiedichtheid van 0,4 kWh per kg (maar heeft een ontladingscapaciteit van 10C en kan tot 4,4kWh ontladen)
- Kerosine heeft een energiedichtheid van 12 kWh per kg (maar een elektrische motor is 2 x meer efficiënt dan een turbinemotor).
- Kerosine levert in de meest optimale omstandigheden voor batterijen nog steeds minstens 15 x meer energie dan deze batterijen. Het goede nieuws is wel dat we komen van een verhouding 1/55.
Ook het Chinese Greater Bay Technologie kwam met een aankondiging van haar Phoenix batterij cel die in slechts 5 minuten tot 80% kan worden opgeladen middels een voorverwarmingstechniek. Maar hier blijft de energiedensiteit steken op 0,26 kWh per kg, wat betekent dat deze batterijtechniek eerder voor een auto (waar gewicht minder belangrijk is) dan voor een eVTOL kan worden gebruik.
We blijven deze batterijtechnologieën van nabij volgen omdat ze de sleutel zijn voor de elektrische luchtvaart. Want zonder een verdere doorbraak in deze technologieën blijven we met eVTOL's die maximaal 30 minuten kunnen vliegen...
Wordt ongetwijfeld vervolgd...
Video:
