Главная / Новости / Отрасли ТЭК / Электромобиль: какая судьба уготована воздушно-металлическим аккумуляторам

Новости


13:31, 27 Августа 09
Электроэнергетическая Германия
Электромобиль: какая судьба уготована воздушно-металлическим аккумуляторам

Слабым местом электромобиля остается аккумуляторная батарея. Инженеры упорно работают над ее совершенствованием, однако дело продвигается туго.

В том, что у электродвигателя коэффициент полезного действия гораздо выше, чем у двигателя внутреннего сгорания, нет никаких сомнений. И, тем не менее, массового перехода человечества на электромобили сегодня не наблюдается. А все дело в аккумуляторах. Их технические характеристики пока совершенно не отвечают требованиям эффективной и безопасной эксплуатации, пишет Deutsche Welle.
"Теперь все вдруг заговорили о том, что электрификация автотранспорта прямо-таки спасет мир, - усмехается Маркус Фах (Markus Fach), сотрудник автоконцерна Daimler. - Но мне пока в это верится с трудом. Если вы отправились на электромобиле в отпуск, а три часа спустя остановились и вынуждены ждать десять часов, пока подзарядится аккумуляторная батарея, чтобы вы могли проехать еще три часа, то я как-то плохо понимаю, как это все должно функционировать".
Поэтому сегодня главная задача инженеров-автомобилестроителей состоит в разработке более эффективных аккумуляторов. Одно из направлений - это так называемые воздушно-металлические источники тока. "Технология воздушно-металлических батарей нас особенно привлекает тем, что позволяет добиться очень высоких значений плотности энергии", - говорит Йенс Тюбке (Jens Tübke), научный сотрудник Института химических технологий имени Фраунгофера в Пфинцтале близ Карлсруэ, ведущий эксперт в области аккумуляторов.
Нынешние фавориты автомобилестроителей - литий-ионные аккумуляторы - способны, как считается, накапливать до 200 ватт-часов электроэнергии в расчете на килограмм собственной массы. "Емкость воздушно-металлических аккумуляторов в 7 раз выше, - говорит Вольфганг Штайгер (Wolfgang Steiger), руководитель отдела разработки приводов автоконцерна Volkswagen, - потому что они способны обеспечить плотность энергии в 1500 ватт-часов на килограмм массы. Это означает, что с одним 100-килограммовым аккумулятором мы могли бы проехать без подзарядки примерно 500 километров". Иными словами, с точки зрения эксплуатационных показателей такой электромобиль уже почти ничем не отличался бы от нынешних машин среднего класса с бензиновым или дизельным приводом - ни запасом хода, ни грузоподъёмностью, ни вместимостью.
Между тем, сама по себе идея такого аккумулятора отнюдь не нова: воздушно-цинковые батареи известны с 40-х годов прошлого века. Правда, сегодняшние инженеры делают ставку уже не на цинк, а на другой металл - литий. Принцип вроде бы прост: если в традиционных батареях имеется два полюса, то в таких воздушно-металлических аккумуляторах конструкторы обходятся одним. Они прорезают в корпусе батареи отверстие, обеспечивающее доступ наружному воздуху, и затягивают его мембраной. "В принципе это функционирует так, - поясняет Йенс Тюбке, - внутри аккумулятора литий окисляется, а кислород для этой реакции засасывается сквозь мембрану снаружи".
Принципом действия такая батарея во многом напоминает топливный элемент, только там окисляется водород, а тут - литий. Однако при реализации обратного процесса, то есть при зарядке аккумулятора, начинаются сложности. Реакция восстановления лития из окислов приводит к неудовлетворительному результату, - говорит Йенс Тюбке. Металлический литий получается уже не таким плотным и компактным, каким он был, когда его закладывали в батарею, а очень рыхлым и пористым, словно губка, объясняет ученый: "Площадь поверхности увеличивается, соответственно растет и реакционная способность, а поскольку литий химически крайне активен, то начинаются нежелательные побочные реакции, в том числе и очень опасные, способные привести к полному выходу аккумулятора из строя".
Из-за этих проблем с зарядкой сорвались и полевые испытания электромобилей с воздушно-металлическими батареями в Бремерхафене: техникам приходилось то и дело снимать и разбирать аккумуляторы, чтобы установить в них новые литиевые электроды. Понятно, что такие чуть ли не одноразовые батареи для практического применения в электромобилях непригодны.
Сегодня инженеры экспериментируют со специальной мембраной, покрывающей литиевые электроды и призванной обеспечить при зарядке высокую плотность и компактность восстановленного из окислов металлического лития. "Но пока они продвинулись не очень далеко, - говорит Йенс Тюбке. - Лучшее, что сегодня можно увидеть в лабораториях, использующих порой очень хитроумные, сложные и дорогие системы, - это батареи, выдерживающие несколько сотен циклов зарядки/разрядки. 200-300 циклов - это пока максимум. А уж кислородно-цинковые системы и вовсе едва перешагнули рубеж в 50 циклов".
Но инженеры не теряют надежду. "В рамках наших работ по созданию мембраны для топливного элемента мы накопили знания и опыт, которые позволили нам в кратчайшее время предложить новую токопроводящую мембрану для таких аккумуляторов", - говорит Вольфганг Штайгер. Однако он признает, что речь пока идет о сугубо фундаментальных исследованиях, и не берется предсказывать, когда первый автомобильный воздушно-металлический аккумулятор появится на рынке. Примерно так же оценивает перспективы и Йенс Тюбке: "Я надеюсь, что еще до выхода на пенсию смогу испытать первые образцы, - говорит отнюдь не старый электрохимик. - Полагаю, что к 2015 году лаборатори представит надежно функционирующий прототип, с которым можно будет экспериментировать. Но о поточном производстве таких изделий пока даже думать рано".


Все новости за сегодня (53)
15:08, 29 Марта 24

«ОДК-Авиадвигатель» получил «золото» на «Архимеде» за новую технологию ремонта ПС-90А

дальше..
15:04, 29 Марта 24

На полигоне «Газпром трансгаз Екатеринбург» испытали новые трубы уральского производства

дальше..
14:32, 29 Марта 24

Хор Сретенского монастыря представит в павильоне «Роснефти» на ВДНХ новую концертную программу

дальше..
14:27, 29 Марта 24

Эрмитаж при поддержке «Россетей» реставрировал «Красный вагон»

дальше..
14:22, 29 Марта 24

Первый карьерный фестиваль СИБУРа в Амурской области собрал около 400 студентов

дальше..
14:10, 29 Марта 24

«Россети Московский регион» обеспечили мощностью новый ФАП в Волоколамском городском округе

дальше..
14:09, 29 Марта 24

В НИУ «МЭИ» разработали интеллектуальную облачную систему учета и контроля оборудования

дальше..
14:05, 29 Марта 24

За 2023 год вдвое превышен плановый показатель утилизации золошлаковых отходов угольных электростанций

дальше..
14:01, 29 Марта 24

В подмосковном Лотошино энергетики создали условия для гнездования белых аистов

дальше..
13:58, 29 Марта 24

«МОЭК» проверит на прочность теплосети Москвы

дальше..
13:55, 29 Марта 24

Уральский турбинный завод изготовил оборудование для модернизации Тамбовской ТЭЦ

дальше..
13:52, 29 Марта 24

«Россети» оснастят подстанцию 220 кВ Плесецк комплексами релейной защиты и автоматики

дальше..
13:41, 29 Марта 24

Работники Калининской АЭС пополнили Федеральный регистр доноров костного мозга

дальше..
13:29, 29 Марта 24

Биржевая торговля позволяет сформировать прозрачный и конкурентный рынок энергоресурсов

дальше..
13:22, 29 Марта 24

На подстанции 750 кВ «Белый Раст» в Подмосковье смонтирована микропроцессорная защита

дальше..
13:17, 29 Марта 24

На «Атомэкспо-2024» обсудили вопросы подготовки кадров для развития ядерных технологий IV поколения

дальше..
13:15, 29 Марта 24

На Ростовской АЭС прошли собеседования с лучшими студентами опорного вуза

дальше..
13:09, 29 Марта 24

В Якутии за 5 лет инвестируют не менее 600 млрд рублей в развитие транспортной и энергетической инфраструктуры

дальше..
13:05, 29 Марта 24

«Транснефть – Сибирь» заменила насосное оборудование на НПС «Демьянское»

дальше..
13:02, 29 Марта 24

Община «Харампуровская» при поддержке «РН-Пурнефтегаза» увеличивает численность промысловых рыб на Ямале

дальше..
12:59, 29 Марта 24

«Россети Тюмень» провели капремонт ЛЭП 110 кВ «Пуль-Яха – Геращенко» в ЯНАО

дальше..
12:04, 29 Марта 24

МЭС Волги внедрили современную релейную защиту на двух центрах питания Нижегородской области

дальше..
11:56, 29 Марта 24

Прирост «зеленой» генерации в Китае на 200 ГВт в 2023 году стал возможен благодаря развитию технологий постоянного тока

дальше..
11:33, 29 Марта 24

«Пермэнерго» содействует созданию доступной зарядной инфраструктуры для электротранспорта

дальше..
11:31, 29 Марта 24

Самовольное подключение оборудования оставило без газа два многоквартирных дома в Екатеринбурге

дальше..
11:29, 29 Марта 24

Казатомпром обсудил перспективы развития атомной отрасли на международных площадках

дальше..
10:13, 29 Марта 24

Новосибирские «РЭС» установили ограничители перенапряжений на подстанциях 110 кВ «Луговая» и «Кудряшовская»

дальше..
10:08, 29 Марта 24

В Чувашии подключена к газу котельная образовательного комплекса в селе Янгличи

дальше..
10:06, 29 Марта 24

Эн+ подготовил к паводковому периоду четыре ГЭС

дальше..
10:04, 29 Марта 24

«Россети» заменят опоры на ЛЭП, участвующих в электроснабжении тяговых подстанций Транссиба в Приамурье

дальше..
09:27, 29 Марта 24

«Приморские электрические сети» вынесли опору ЛЭП 110 кВ «Славянка-Троица-Краскино» за пределы русла реки Виноградовка

дальше..
08:25, 29 Марта 24

Новосибирские ТЭЦ отремонтируют дымовые трубы

дальше..
08:19, 29 Марта 24

Опытный вентиляторный завод в Санкт-Петербурге запитан от подстанции 110 кВ «Стенд»

дальше..
07:49, 29 Марта 24

В Краснодарском крае газифицирована новая поликлиника в станице Старовеличковская

дальше..
07:45, 29 Марта 24

МЭС Урала установят порядка 300 птицезащитных устройств на магистральных ЛЭП в Приуралье

дальше..
06:38, 29 Марта 24

Уралхиммаш отгрузил оборудование для котлов Краснодарской ТЭЦ

дальше..
06:37, 29 Марта 24

Белоярская АЭС отправила на утилизацию более 500 тонн металла в 2023 году

дальше..
06:34, 29 Марта 24

Студенты НГТУ НЭТИ вышли в полуфинал инженерного чемпионата CASE-IN

дальше..
06:31, 29 Марта 24

В Кугарчинском районе Республики Башкортостан проложен межпоселковый газопровод

дальше..
06:27, 29 Марта 24

МЭС Востока расчистят более 11 тысяч гектаров просек магистральных ЛЭП в Дальневосточном регионе

дальше..
05:49, 29 Марта 24

Топ-менеджер «Росатома» Геннадий Сахаров арестован по делу о взятке

дальше..
05:39, 29 Марта 24

В Чувашии введен в эксплуатацию газопровод в деревне Вторые Вурманкасы

дальше..
05:36, 29 Марта 24

РусГидро рекультивирует Силинский карьер с использованием золы Артемовской ТЭЦ

дальше..
05:34, 29 Марта 24

Росатом получил Гран-при кадровой премии «Хрустальная пирамида»

дальше..
05:30, 29 Марта 24

«РН-Няганьнефтегаз» за 5 лет высадил 2 млн деревьев на площади 500 га

дальше..
05:25, 29 Марта 24

МЭС Юга обновят разъединители на высоковольтных подстанциях Кубани

дальше..
05:14, 29 Марта 24

В Карелии подключено к сетевому газу первое домовладение в селе Видлица

дальше..
05:06, 29 Марта 24

Сахалинская ГРЭС-2 и Южно-Сахалинская ТЭЦ-1 готовы к прохождению паводка

дальше..
00:50, 29 Марта 24

Ворота в океан: 53 года назад во Врангеле стартовала Всесоюзная ударная комсомольская стройка

дальше..
00:39, 29 Марта 24

17 теплых сказок для культурного диалога

дальше..
00:30, 29 Марта 24

Вкус воздуха на АЗС

дальше..
00:24, 29 Марта 24

Электроэнергетический дивизион Росатома направил 6,232 млрд рублей на охрану окружающей среды

дальше..
00:18, 29 Марта 24

В «МЭИ» проходит II Всероссийская научно-практическая конференция «Непорожневские чтения»

дальше..
 

Поздравляем!
Сибирский химический комбинат отмечает свое 75-летие Сибирский химический комбинат отмечает свое 75-летие

26 марта 1949 года Советом министров СССР принято решение о строительстве Зауральского машиностроительного завода (Комбинат 816, п/я 129, п/я 153, п/я В-2994, Сибирский химический комбинат - СХК). Строительство основных заводов началось в 1951 году.



О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика