U associeert AA-batterijen waarschijnlijk met afstandsbedieningen, wandklokken of speelgoed dat onder uw salontafel stof verzamelt. Ze zijn alomtegenwoordig. Klein. Overduidelijk. Binnenin die zinken behuizing komen door een chemische reactie elektronen vrij. Negatief tot positief. Stroom stroomt. Eenvoudig.
Elektriciteit verandert de manier waarop we ons verplaatsen. Auto’s zijn al sinds de 19e eeuw elektrisch. Nu domineren hybrides en volledige elektrische voertuigen de nieuwscyclus. Autobedrijven gooien miljarden in batterijtechnologie. Maar er zit een addertje onder het gras. De pakketten in die voertuigen zijn enorm. Zwaar. Duur. Een hybride accu kan 300 volt uitspugen. Dat is genoeg om een auto puur elektrisch door de straten van de stad te duwen.
Dus hier is de vraag die als een grap klinkt totdat je de specificaties controleert: kun je een echt zit-en-stuur-voertuig besturen met alleen standaard AA-batterijen voor huishoudelijk gebruik?
Het korte antwoord is ja. Dat kan.
Het lange antwoord is waarom niemand het als dagelijks woon-werkverkeer doet.
Een AA-cel levert 1,5 volt. Dat is alles. Om de 300 volt van een hybride pakket te evenaren, heb je 200 cellen in serie nodig om de basislijn te bereiken. Maar spanning is slechts het halve werk. Je hebt stroom nodig. Je hebt capaciteit nodig. Je moet deze kleine cellen voortdurend vervangen. Het is onpraktisch. Het is inefficiënt. Het is een logistieke nachtmerrie.
Maar onpraktisch betekent niet onmogelijk. En ingenieurs haten onmogelijk.
Een team in Japan bouwde niet zomaar een skelter van Duracells. Ze bouwden een machine die daadwerkelijk snelwegsnelheden haalde. 75 mijl per uur. Dat is 120,7 kilometer per uur. Aangedreven door AA-batterijen.
De Panasonic Oxyride-snelheidsuitdaging
Dit was geen wetenschapsbeursproject. Dit was een serieuze technische oefening op het gebied van energiedichtheid en vermogensafgifte. Het team maakte gebruik van de Oxyride-technologie van Panasonic, een specifiek type alkalische batterij die is ontworpen voor betere prestaties dan standaardcellen van het winkelmerk. Oxyride-batterijen gebruiken ijzeroxide in plaats van mangaandioxide aan de kathode, waardoor een hogere energiedichtheid en betere ontladingssnelheden onder zware belasting mogelijk zijn.
Waarom maakt dat uit?
Standaard alkaliën zakken door onder hoge stroomsterkte. Ze worden warm. Ze sterven. Oxyride-cellen houden hun spanning langer vast als u stroom van ze vraagt. Dat is het verschil tussen een auto die na 200 meter sputtert en een auto die accelereert tot 120 km/uur.
De uitdaging was om op te schalen. Je kunt niet zomaar 200 batterijen met elkaar verbinden en er geen einde aan maken. Je hebt een managementsysteem nodig. Je hebt thermische regulering nodig. U hebt een motor nodig die de koppelcurve van een laagspanningsbron met hoge stroomsterkte aankan.
Het resulterende voertuig tartte de algemene veronderstelling dat huishoudelijke batterijen te zwak zijn voor automobieltoepassingen. Het bewees dat met de juiste chemie en de juiste techniek zelfs de meest elementaire krachtbron tot het uiterste kan worden gedreven.
Dus, zie jij volgend jaar AA-auto’s op je oprit staan? Waarschijnlijk niet. Alleen al de gewichtstraf zou het bereik vernietigen. De kosten voor het verwisselen van honderden cellen na elke oplaadcyclus zijn absurd. Maar het proof-of-concept blijft staan. De natuurkunde werkt. De elektronen stromen. En soms leiden de meest belachelijke beperkingen tot de meest interessante technische oplossingen.
De vraag gaat niet echt meer over de bruikbaarheid. Het gaat over wat er gebeurt als je stopt met vragen of het mogelijk is, en begint met de vraag hoe ver je de grens kunt verleggen.
Hoe Panasonic het snelheidsrecord over land op batterijen verbrak
De sprong van vlucht- naar landsnelheid was een logische, zij het ietwat brutale, draai voor Panasonic. In 2006 had de elektronicagigant al de krantenkoppen gehaald door samen te werken met het Tokyo Institute of Technology om een bemand vliegtuig te bouwen dat werd aangedreven door 160 AA-batterijen. Het was een verbluffend staaltje lichtgewichttechniek. Maar toen ze probeerden het in het Guinness Book of World Records te registreren, liepen ze tegen een muur aan. Er was geen categorie voor ‘bemande vliegtuigen op batterijen’.
Er zat een gat in het recordboek en Panasonic zag een kans. In 2007 verschoof het doel. Het doel was niet langer de lucht. Het was het asfalt. In het bijzonder het snelheidsrecord over land op basis van droge cellen.
Dit project, genaamd de Panasonic Oxyride Speed Challenge, ging niet alleen over snelheid. Het ging over spanning. Het team leunde zwaar op de eigen Oxyride-batterijen van Panasonic. Dit waren niet uw standaard alkalische producten. Ze duwden 1,7 volt vergeleken met de typische 1,5 volt. Die extra klap was van belang als je alleen met chemie massa probeerde te verplaatsen.
Een kogel op wielen ontwerpen
Het resulterende voertuig leek in niets op de sedans die de rijstroken in de ochtend verstoppen. De machine, gebouwd door ingenieurs en studenten van Panasonic van de Osaka Sangyo Universiteit, leek meer op een zeepkistracer dan op een auto. Hij zat slechts 1 voet, 10 inch (56 centimeter) boven de grond. Laag. Agressief. Aërodynamisch.
Gewicht was de vijand. Om dit te bestrijden heeft het team al het niet-essentiële weggenomen. Het lichaam was een omhulsel van plastic en koolstofvezel. Het resultaat? Een totaalgewicht van slechts 38 kilogram.
Je moet je de krachtbron voorstellen om het ontwerp te kunnen waarderen. De auto gebruikte 192 AA-batterijen. Dat zijn bijna 200 cellen die je in een wandklok of afstandsbediening van een tv aantreft. Om zoveel energiedichtheid in een pakket te stoppen dat klein genoeg was om achter de rug van een bestuurder te passen, was precisietechniek vereist. Het batterijpakket werd direct achter de piloot, Takashi Sudo, gemonteerd.
Sudo zat niet rechtop. Hij leunde plat op zijn rug, weggestopt in de koolstofvezelromp. De bemanning verzegelde het lichaam vóór elke vlucht boven hem. Het was een cockpit voor één. Een drukbuis voor één.
Haalt 75,8 MPH op alkalische energie
Wat gebeurt er als je 192 AA-batterijen aan een koolstofvezelkogel van 38 kilogram bevestigt? Je krijgt een Guinness Wereldrecord.
Het team moest 65 mijl per uur (104,6 kilometer per uur) halen om zich te kwalificeren voor de recordpoging. Ze voldeden niet alleen aan die norm. Ze hebben het verpletterd.
De gemiddelde snelheid tijdens de run was 65,5 mijl per uur (105,95 kilometer per uur). Maar de topsnelheid? 75,8 mijl per uur (122 kilometer per uur).
Er zat uiteraard een addertje onder het gras. De natuurkunde laat je niet eeuwig vals spelen. Die kleine batterijen waren na slechts 1,2 kilometer leeg. Het rennen was kort. Brutaal. Effectief. Maar het was genoeg. In augustus 2007 pakte de Panasonic Oxyride Speed Challenge officieel de titel voor de snelste auto aangedreven door droge celbatterijen.
De realiteit van autorijden op AA-basis
Het is gemakkelijk om naar een auto te kijken die 120 km/u haalt op AA-batterijen en na te denken over de toekomst van het woon-werkverkeer. Doe geen moeite. U rijdt niet met een Panasonic Oxyride naar uw werk. Het bereik is te kort. De capaciteit is te laag. De veiligheidsnormen bestaan niet.
Maar het experiment bleek een fundamenteel punt te zijn. Je kan een voertuig van stroom voorzien met droge-celbatterijen. Je hebt er maar 192 nodig. U hebt een voertuig nodig dat minder weegt dan een motorfiets. Je hebt een aerodynamisch profiel nodig dat een torpedo nabootst. En je moet accepteren dat je ‘snelwegsnelheid’ eigenlijk een sprint is.
Panasonic heeft de elektrische auto niet uitgevonden. Ze hebben zojuist bewezen dat je met voldoende spanning, voldoende koolstofvezel en een vleugje koppigheid records kunt breken die niets te maken hebben met praktisch transport. Het was een flits van schittering. Een record. Een moment in de tijd.
De batterijen zijn inmiddels leeg. De auto staat waarschijnlijk ergens in een museum of in een opslagruimte. Maar het idee blijft. Vermogen gaat niet alleen over watt. Het gaat erom waar je ze neerzet.
