Новости

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".

12:26, 13 Апреля 26 Индонезийская делегация ознакомилась с передовыми российскими ядерными технологиями дальше..		12:23, 13 Апреля 26 Всероссийский теплотехнический институт разработал решения для модернизации маслосистемы ПГУ дальше..
12:02, 13 Апреля 26 Игналинская АЭС получила разрешение на демонтаж второго энергоблока дальше..		11:13, 13 Апреля 26 Кемеровская ГРЭС усилила очистку речной воды дальше..
11:10, 13 Апреля 26 «Газпромнефть-Аэро» укрепила позиции на рынке авиатопливообеспечения России в 2025 году дальше..		11:08, 13 Апреля 26 Красноярская ТЭЦ-3 нарастила выработку электроэнергии благодаря вводу новых мощностей дальше..
11:02, 13 Апреля 26 «Северсталь» впервые реализовала комплексное инженерное решение по грунтоудержанию дальше..		10:41, 13 Апреля 26 Барабинская ТЭЦ вывела в капремонт турбогенератор мощностью 17 МВт дальше..
10:34, 13 Апреля 26 Запуск производства хромовых катализаторов в Казани ожидается в 2027 году дальше..		10:26, 13 Апреля 26 «Газпром добыча Ноябрьск» получил комплексные экологические разрешения для производственных объектов дальше..
10:22, 13 Апреля 26 «Транснефть – Верхняя Волга» провела 45 тысяч испытаний нефти и нефтепродуктов в I квартале 2026 года дальше..		10:20, 13 Апреля 26 ЕВРАЗ направит 1,4 млрд рублей на создание современного образовательного центра в Нижнем Тагиле дальше..
10:08, 13 Апреля 26 Дефицит мощности в Приморье к 2031 году может превысить 270 мегаватт дальше..		09:51, 13 Апреля 26 Главгосэкспертиза одобрила реконструкцию Шуховской башни в Москве дальше..
09:38, 13 Апреля 26 ТГК-1 удвоила поставки «зеленой» электроэнергии для сети зарядных хабов в Москве и Санкт-Петербурге дальше..		09:28, 13 Апреля 26 Правительство РФ утвердило постановление о создании Национального исследовательского центра судостроения дальше..
09:26, 13 Апреля 26 РусГидро готово участвовать в строительстве и модернизации ГЭС в Центральной Азии и на Каспии дальше..		09:05, 13 Апреля 26 Обнинская «Технология» обеспечила надежную эксплуатацию свыше 90 космических аппаратов дальше..
09:02, 13 Апреля 26 «Россети» работают в усиленном режиме в регионах с высокими рисками паводков дальше..		08:52, 13 Апреля 26 ОДК показала в День космонавтики ракетный двигатель для лунной программы дальше..
08:32, 13 Апреля 26 «Газпром нефть» в 2025 году обновила исторический максимум переработки нефти дальше..		08:13, 13 Апреля 26 Жигулевская ГЭС открыла водосливную плотину дальше..
07:58, 13 Апреля 26 В Десногорске отметили 15-летие отраслевого проекта «Школа Росатома» дальше..		07:53, 13 Апреля 26 Старые Решеты – новая точка на карте газификации Свердловской области дальше..
07:35, 13 Апреля 26 Приморская АЭС добавит генерации Дальнего Востока два гигаватта мощности дальше..		07:32, 13 Апреля 26 Кольская АЭС включила в сеть энергоблок №1 после планово-предупредительного ремонта с модернизацией дальше..
07:28, 13 Апреля 26 «Мособлэнерго» отремонтировало две кабельные ЛЭП в Одинцово дальше..		06:18, 13 Апреля 26 «Саханефть» поддержала экологические акции в Якутии дальше..
06:13, 13 Апреля 26 Ученые разработали магнитные сорбенты для ликвидации нефтяных аварий в Арктике дальше..		06:11, 13 Апреля 26 Лукойл произвел 5,5 млн тонн акрилонитрила для космических технологий дальше..
05:32, 13 Апреля 26 Колыбель казахстанской нефти: Эмба построила музейно-библиотечный комплекс в Доссоре дальше..		05:29, 13 Апреля 26 Armtek перешел на разработанную в «Росатоме» платформу программной роботизации дальше..
05:25, 13 Апреля 26 Российские ученые нашли оптимальный способ получения биотоплива из древесины дальше..		05:14, 13 Апреля 26 «Росатом» и Вьетнамский институт нефти обсудили сотрудничество в области атомной энергетики и энергетического перехода дальше..
05:12, 13 Апреля 26 КазМунайГаз усиливает поддержку казахстанских производителей в нефтегазовой отрасли дальше..		05:00, 13 Апреля 26 «Краснодарские электрические сети» отремонтируют 310 км воздушных ЛЭП дальше..
04:55, 13 Апреля 26 В Чувашии введен особый противопожарный режим дальше..		04:53, 13 Апреля 26 «Росатом» создал полный технологический цикл производства систем накопления энергии дальше..
04:47, 13 Апреля 26 Институт экспериментальной физики в Сарове отмечает 80-летие дальше..		04:38, 13 Апреля 26 «Газпром нефть» увеличила добычу углеводородов в 2025 году на 3% – до 130,7 млн тонн н. э. дальше..
04:33, 13 Апреля 26 Центр аддитивных технологий Беларуси налпдит производство малогабаритных 3D-принтеров дальше..		04:31, 13 Апреля 26 «Орелэнерго» увеличило мощность электроснабжения Свято-Духова мужского монастыря дальше..
04:26, 13 Апреля 26 Карачаровский механический завод поставит 8 лифтов для космодрома «Восточный» дальше..		04:13, 13 Апреля 26 «Волгоградэнерго» предоставило свыше 10 МВт мощности новым объектам дальше..
04:09, 13 Апреля 26 Правительство расширило параметры субсидирования расходов на развитие газозаправочной инфраструктуры дальше..		04:05, 13 Апреля 26 В Москве определили победителей турнира юных физиков атомных городов дальше..
04:00, 13 Апреля 26 Суммарная выработка Азовской и Кольской ВЭС достигла 3 млрд кВт*ч дальше..		03:50, 13 Апреля 26 «Гиредмет» и Vinacomin обсудили сотрудничество по редкоземельным металлам и титану дальше..
03:45, 13 Апреля 26 В Смоленской области введены в эксплуатацию две газораспределительные станции дальше..