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".

13:34, 23 Июля 26 «Росатом» приурочил ко Дню корпоративного волонтера порядка 100 мероприятий дальше..		13:31, 23 Июля 26 FESCO наращивает контейнерные перевозки между Индией, странами Аравийского полуострова и Новороссийском дальше..
13:25, 23 Июля 26 «Росатом» отмечен гран-при конкурса «Лидеры в интересах женщин» дальше..		13:19, 23 Июля 26 «Россети Тюмень» консолидируют электросетевое имущество Нефтеюганска дальше..
13:12, 23 Июля 26 В Казахстане построят первый в Центральной Азии завод по производству «зеленого» авиатоплива дальше..		11:48, 23 Июля 26 «Транснефть – Западная Сибирь» сэкономила за полгода 2,25 тыс. кВт*ч за счет энергосберегающих мероприятий дальше..
11:45, 23 Июля 26 СГК сократит сроки замены тепломагистралей в Новосибирске дальше..		11:39, 23 Июля 26 Особенностью «Форсажа-2026» стала интеграция креативных индустрий в традиционную инженерную повестку дальше..
11:36, 23 Июля 26 Правительство РФ направит 780 млн рублей на реконструкцию очистных сооружений в Астраханской области дальше..		11:32, 23 Июля 26 В Вологодской области подключено к сетевому газу в рамках догазификации более 13,5 тысячи домовладений дальше..
11:22, 23 Июля 26 В историческом центре угледобычи Хакасии формируется музей-парк дальше..		10:50, 23 Июля 26 Экспедиция «От Ямбурга до Ямбурга» прошла по морю 300 км на весельно‑парусном карбасе дальше..
10:48, 23 Июля 26 «НТЗМК» отгрузил в Казахстан более 3 000 тонн металлоконструкций для Алматинской ТЭЦ-3 дальше..		10:47, 23 Июля 26 «Сахаэнерго» отремонтировало более 45 км ЛЭП в северных и арктических районах Якутии дальше..
10:39, 23 Июля 26 Новая подстанция «Талая» на Колыме оснащена системой противоаварийной автоматики дальше..		09:55, 23 Июля 26 НТМК открыл собственный научно-исследовательский центр дальше..
09:51, 23 Июля 26 «Транснефть – Верхняя Волга» проанализировала за полгода 86 тысяч проб нефти и нефтепродуктов дальше..		09:08, 23 Июля 26 «Исеть» после перехода под управление Ростеха впервые за 34 года выплатит дивиденды дальше..
08:54, 23 Июля 26 «Россети Юг» отремонтировали почти 40 километров ЛЭП на юго-востоке Ростовской области дальше..		08:52, 23 Июля 26 «Т Плюс» проверила на прочность больше половины теплосетей Пензы дальше..
08:49, 23 Июля 26 Красноярская ТЭЦ-2 развернула масштабные работы по повышению надежности теплоснабжения дальше..		08:45, 23 Июля 26 «Кубаньэнерго» приняло на баланс подстанцию 35 кВ в Усть-Лабинском районе дальше..
08:43, 23 Июля 26 «Газпром добыча шельф Южно-Сахалинск» стал лучшим добычным предприятием «Газпрома» по охране труда дальше..		08:39, 23 Июля 26 Спрос на электричество для автомобилей вырос в Новосибирске на 60% за полгода дальше..
08:36, 23 Июля 26 «Россети Юг» выдали 10 МВт мощности для 675 новых объектов в Калмыкии дальше..		07:36, 23 Июля 26 Рефтинская ГРЭС модернизирует энергоблок №1 дальше..
07:30, 23 Июля 26 «Форсаж–2026» объединил молодых специалистов в диалоге о настоящем и будущем электроэнергетики дальше..		07:26, 23 Июля 26 «Читаэнерго» выявило в Забайкалье 11,5 тысячи опор ЛЭП с незаконными подвесами оптоволокна дальше..
07:24, 23 Июля 26 В Йошкар-Оле газифицировано садоводческое товарищество дальше..		06:41, 23 Июля 26 Специалисты Ростовской АЭС поделились с курскими атомщиками практиками эффективного производства дальше..
06:32, 23 Июля 26 Приоритетными направлениями развития ТЭК остаются цифровая трансформация и внедрение ИИ дальше..		06:30, 23 Июля 26 Персонал Кольской АЭС подтвердил готовность к противоаварийным действиям в ходе тренировки дальше..
06:28, 23 Июля 26 На единственной в мире плавучей АЭС завершилась плановая партнёрская проверка дальше..		06:25, 23 Июля 26 «Россети» и «Опора России» обсудили внедрение инновационных отечественных разработок в сетевом комплексе дальше..
06:22, 23 Июля 26 В Ивановской области подключен к газовому отоплению Дом культуры в селе Сараево дальше..		06:15, 23 Июля 26 Газовая электростанция в Жанаозене дала первый ток в промышленном масштабе дальше..
06:10, 23 Июля 26 «Школа Росатома» ежегодно отправляет более 500 школьников в лучшие детские центры страны дальше..		06:08, 23 Июля 26 FESCO запустила услугу по маркировке импортных товаров в системе «Честный знак» дальше..
06:02, 23 Июля 26 От Земли до Луны и обратно: московский завод выпустил 950 тысяч километров кабеля дальше..		05:42, 23 Июля 26 Суд подтвердил законность требований Ростехнадзора к безопасности защитных дамб в Орске дальше..
05:39, 23 Июля 26 «Сахалинэнерго» подключило к электроснабжению новый ФАП в селе Победино дальше..		05:34, 23 Июля 26 Богучанская ГЭС помогла оснастить секцию синхронного плавания в Кодинске дальше..
05:31, 23 Июля 26 «Севкавказэнерго» электрифицировало за полгода более 600 объектов в Северной Осетии дальше..		05:29, 23 Июля 26 Экологи «Газпром добыча Надым» провели мониторинг лицензионных участков на полуострове Ямал дальше..
05:27, 23 Июля 26 «Гидропресс» за три года направил на переработку более 12 тонн макулатуры дальше..		05:18, 23 Июля 26 Газовики открыли выставку к юбилею города Чайковского дальше..
05:17, 23 Июля 26 «Роснефть» повышает эффективность проектно-изыскательских работ дальше..		05:15, 23 Июля 26 «Нижнекамскнефтехим» смонтировал оборудование новой воздухоразделительной установки дальше..
05:12, 23 Июля 26 «Россети Новосибирск» направили более 119 млн рублей на ремонт и обслуживание электросетей в I полугодии 2026 года дальше..		05:09, 23 Июля 26 В Кирове газифицирован новый футбольный манеж дальше..