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".

15:29, 26 Января 26 Южно-Кузбасская ГРЭС отработала без сбоев в период пиковых нагрузок дальше..		15:26, 26 Января 26 Ил-114-300 и «Суперджет» прилетели в Индию дальше..
15:02, 26 Января 26 Москва примет саммит стран — экспортеров газа дальше..		14:54, 26 Января 26 В Шацке открыт высокотехнологичный единый расчетно-информационный центр дальше..
14:43, 26 Января 26 Совет ЕС утвердил запрет на поставки российского газа в Евросоюз с 2027 года дальше..		14:40, 26 Января 26 На Минской ТЭЦ-4 запускают инновационный цифровой тренажёр дальше..
14:37, 26 Января 26 Соликамский магниевый завод «Росатома» модернизирует хлорное производство дальше..		14:32, 26 Января 26 FESCO удвоила объем контейнерных перевозок между Санкт-Петербургом и Калининградом дальше..
14:29, 26 Января 26 МЭС Волги модернизировали воздушные выключатели на четырех подстанциях в Самарской области дальше..		13:54, 26 Января 26 «Россети» устанавливают опоры ЛЭП в Мурманской области с помощью вертолета дальше..
13:51, 26 Января 26 «Газпром» обновил суточный рекорд поставок газа потребителям в России дальше..		13:49, 26 Января 26 «Россети Северный Кавказ» снизили уровень потерь электроэнергии в Кабардино-Балкарии до 18,9% дальше..
13:44, 26 Января 26 Время достижений: «Камский кабель» подводит итоги 2025 года дальше..		13:39, 26 Января 26 «Россети Волга» отремонтируют более 1600 км воздушных ЛЭП в Самарской области дальше..
12:29, 26 Января 26 «ГАЗЭКС» в 2025 году построил 468 км газопроводов в Свердловской области дальше..		12:25, 26 Января 26 В особой экономической зоне Москвы на 10 площадках работают свыше 240 компаний дальше..
12:21, 26 Января 26 «Чеченэнерго» реконструировало ЛЭП в поселке Элиханова дальше..		12:17, 26 Января 26 «Роснефть» совершенствует технологии информационного моделирования дальше..
12:14, 26 Января 26 Энергетики Псковской ГРЭС и Пожеревицкая служба соцреабилитации несовершеннолетних отметили 15 лет сотрудничества дальше..		11:56, 26 Января 26 «Мособлэнерго» в 2025 году установило 50 быстрых станций для электромобилей дальше..
11:52, 26 Января 26 Объем присоединенной мощности в Орловской области превысил 35 МВт в 2025 году дальше..		11:49, 26 Января 26 Законопроект о содействии инфраструктурному развитию в электроэнергетике опубликован для общественного обсуждения дальше..
11:46, 26 Января 26 ЕВРАЗ инвестировал 70 млн рублей в систему контроля геометрии проката на НТМК дальше..		09:47, 26 Января 26 РусГидро пополнит кадровый резерв молодыми специалистами дальше..
09:40, 26 Января 26 «Транснефть – Балтика» в 2025 году сэкономила 756,5 тонн условного топлива дальше..		09:34, 26 Января 26 В Кургане введена в работу подстанция 110 кВ «Левашово» дальше..
08:24, 26 Января 26 «НОВАТЭК-Челябинск» построит мини-футбольные площадки для юных спортсменов региона дальше..		07:49, 26 Января 26 Двигатель ПД-8 для самолета «Суперджет» прошел испытания на попадание птиц дальше..
07:18, 26 Января 26 В Мурманской области из-за нарушения электроснабжения введен режим чрезвычайной ситуации дальше..		07:09, 26 Января 26 Саяно-Шушенская ГЭС подарила тактильные книги детям с нарушениями зрения дальше..
07:07, 26 Января 26 Минэнерго РФ создаст рабочую группу по энергетике со странами Центральной Азии дальше..		06:53, 26 Января 26 В Москве построили и модернизировали 19 газорегуляторных пунктов в 2025 году дальше..
06:48, 26 Января 26 Столичные предприятия расширяют прграммы стажировок для студентов дальше..		06:46, 26 Января 26 «Оренбургнефть» победила в региональном конкурсе лучших практик корпоративного волонтерства дальше..
06:39, 26 Января 26 Газпром ID увеличил долю бесшовных авторизаций в 4 раза за 2025 год дальше..		06:36, 26 Января 26 «ТЭК СПб» обновляет теплосети вдоль парка Малиновка в Санкт-Петербурге дальше..
05:45, 26 Января 26 СГК оснащает теплокамеры Новосибирска датчиками затопления дальше..		05:42, 26 Января 26 В хуторе Майоровский Волгоградской области газифицирована школа дальше..
05:39, 26 Января 26 Резиденты ОЭЗ «Технополис Москва» сэкономили свыше 3,2 млрд рублей дальше..		05:24, 26 Января 26 «Газпром энергохолдинг» построит в Приамурье вторую очередь Свободненской ТЭС мощностью 450 МВт дальше..
05:21, 26 Января 26 В Юхновском районе Калужской области построен газопровод дальше..		05:02, 26 Января 26 Правительство РФ запускает программу льготного кредитования проектов по созданию быстрых зарядных хабов для электромобилей дальше..
04:58, 26 Января 26 Социальный приют в Вологодской области переведен на газовое отопление дальше..		04:54, 26 Января 26 «Уралхиммаш» отгрузил конденсатор с рекордным диаметром и улучшенной прочностью дальше..
04:49, 26 Января 26 Московские заводы наращивают выпуск кабелей и расширяют ассортимент дальше..		04:47, 26 Января 26 «Газпром добыча Ноябрьск» превысил целевые показатели по энергосбережению и энергоэффективности дальше..
04:45, 26 Января 26 «Северсталь» инвестирует 158 млн рублей в образование в Череповце дальше..		04:23, 26 Января 26 На Морском терминале под Новороссийском отремонтировано выносное причальное устройство дальше..
04:10, 26 Января 26 В Томске введен в эксплуатацию газопровод для догазификации поселка Родионово дальше..		04:08, 26 Января 26 «Орелэнерго» определило приоритетные задачи на 2026 год дальше..
03:53, 26 Января 26 Субсидирование тарифов на Дальнем Востоке перегружает региональные бюджеты дальше..		03:50, 26 Января 26 В Брянской области газифицированы первые домовладения в поселке Слободской дальше..