En ny typ av elfordonskraft som använder "påfyllningsbar" teknologi har tagit ytterligare ett stort steg i utvecklingen av alternativ energi med tester som visar att den kan ge tillräckligt med energi för att köra en bil i cirka 3, 000 mil.

Tekniken använder en ny typ av "flow"-batteri som testas framgångsrikt i golfbilar och industrifordon som gaffeltruckar. Den visades första gången 2017.

"Hoppet som denna teknik har gjort under de senaste två åren är ett bevis på dess värde när det gäller att förändra hur vi driver våra fordon, sa John Cushman, Purdue University framstående professor i jord, atmosfäriska och planetära vetenskaper och professor i matematik. "Det är en gamechanger för nästa generation av elbilar eftersom det inte kräver en mycket kostsam ombyggnad av elnätet i hela USA. Istället, man skulle kunna konvertera bensinstationer till att pumpa färsk elektrolyt och kassera utarmad elektrolyt och konvertera oljebytesanläggningar till anodersättande stationer. Det är enklare och säkrare att använda och är mer miljövänligt än befintligt batterisystem."

Tekniken använder en patenterad teknik som är säker och prisvärd för att ladda el- och hybridbilsbatterier genom att byta ut vätskan i batterierna ungefär var 300:e mil genom en process som liknar tankning av en bil på en bensinstation. Var 3, 000 mil, anodmaterialet byts ut, tar mindre tid än vad som behövs för att göra ett oljebyte och kostar ungefär lika mycket med en beräknad kostnad på cirka $65.

Cushman och Eric Nauman, professor i maskinteknik och i grundläggande medicinska vetenskaper, var med och grundade IFBattery Inc. för att kommersialisera tekniken.

"Batteriet gör två saker:det producerar elektricitet och det producerar väte. Det är viktigt eftersom de flesta vätgasdrivna bilar körs på en 5, 000 eller 10, 000 PSI [pund per kvadrattum] tank, vilket kan vara farligt, " sa Michael Dziekan, senior ingenjör för IFBattery. "Det här systemet genererar väte när du behöver det, så att du kan lagra säkert väte vid tryck på 20 eller 30 PSI istället för 10, 000."

Flödesbatteritekniken testades först i skotrar och sedan större terrängfordon. Nästa steg blir industriell utrustning och sedan bilar, enligt Cushman.

"Historiskt sett, flödesbatterier har inte varit konkurrenskraftiga på grund av den låga energitätheten, " sa Cushman. "Till exempel, konventionella flödesbatterier har en energitäthet på cirka 20 wattimmar per kilogram. Ett litiumjonbatteri går på 130 eller 140 watt per kilogram. Vårt flödesbatteri har potential att köras mellan fem och tio gånger så mycket."

Cushman kommer att presentera tekniken vid InterPores 11:e årsmöte i Valencia, Spanien, i maj 2019 och han presenterade tidigare vid International Society for Porous Media 9:e internationella konferensen i Rotterdam, Nederländerna och dess 10:e internationella konferens i New Orleans.

"Konventionella elbilar som Tesla har litiumjonbatterier som vanligtvis är inkopplade över natten. Vårt flödesbatteri använder en vattenbaserad enkel vätska som kan köra bilen som om den är en gasmotor, förutom att den inte brinner något - det är som en hybrid av ett batteri och en gas, sa Nauman.

Utan att använda ett membran eller separator, enkelvätsketeknologin oxiderar anoden för att producera elektroner, och genom en reduktion vid katoden, den genererar ström av energi för att driva fordon. Oxidanten är en makromolekyl som lever i elektrolyten, men reduceras endast vid katoden.

"Vi är vid den punkt nu där vi kan generera mycket kraft. Mer kraft än du någonsin skulle kunna gissa skulle kunna komma ur ett batteri som detta, " sa Cushman.

De förbrukade batterivätskorna eller elektrolyterna kan samlas upp och tas till en solcellsfarm, vindkraftverk eller vattenkraftverk för laddning.

"Det är hela energicirkeln med väldigt lite avfall, ", sa Cushman. "IFBatterys komponenter är säkra nog att förvaras i ett familjehem, är tillräckligt stabila för att möta stora produktions- och distributionskrav och är kostnadseffektiva."