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".

13:43, 17 Июня 26 В НГТУ НЭТИ разрабатывают умную систему защиты от утечек газа дальше..		13:37, 17 Июня 26 Президент Вьетнама наградил НИУ «МЭИ» Орденом Независимости за вклад в подготовку инженерных кадров дальше..
13:33, 17 Июня 26 Сибирская генерирующая компания заместит еще две старые котельные в Канске дальше..		13:31, 17 Июня 26 Чемпионат Десногорска по гребле на лодках класса «Дракон» собрал более 130 спортсменов из российских городов дальше..
13:25, 17 Июня 26 «Пензаэнерго» отремонтирует в 2026 году 68 подстанций 35-110 кВ дальше..		13:23, 17 Июня 26 На энергоблоке №2 АЭС «Аккую» в Турции началась сварка главного циркуляционного трубопровода дальше..
13:21, 17 Июня 26 Золотодобывающий проект «Росатома» на Чукотке получил статус резидента Арктической зоны РФ дальше..		13:18, 17 Июня 26 На стройплощадке энергоблока БРЕСТ-ОД-300 в Северске залили бетон в фундамент турбоагрегата дальше..
13:16, 17 Июня 26 «ОДК-Салют» примет на работу около 300 молодых мультиспециалистов дальше..		13:14, 17 Июня 26 СамГТУ и филиал «Самарские распределительные сети» укрепили стратегическое сотрудничество дальше..
13:11, 17 Июня 26 ПИТЦ «Геофизика» демонстрирует высокий коэффициент качества исследований для компаний нефтегазового сектора дальше..		13:07, 17 Июня 26 Студенты СПбПУ завершили обучение по курсу декарбонизации нефтегазового комплекса на цифровой платформе «Газпром межрегионгаз инжиниринг» дальше..
12:36, 17 Июня 26 Энергетики повысили безопасность функционирования ЛЭП, питающей столицу Югры дальше..		12:30, 17 Июня 26 «Газпромнефть-СМ» расширяет образовательные программы судоходной отрасли дальше..
11:09, 17 Июня 26 Центральная лаборатория НТМК получила аккредитацию для независимых сертификационных испытаний дальше..		11:04, 17 Июня 26 Ученые Пермского Политеха повысили эффективность активированного угля в 2,3 раза дальше..
10:58, 17 Июня 26 Завод «Омский каучук» увеличил мощность производства изопропилбензола до 530 тонн в сутки дальше..		10:52, 17 Июня 26 Делегация МЧС России с рабочей поездкой посетила Курскую АЭС дальше..
10:45, 17 Июня 26 ДРСК обеспечит надёжное электроснабжение ВЭФ-2026 дальше..		10:42, 17 Июня 26 «Мордовэнерго» в 2026 году установит на ЛЭП более 800 птицезащитных устройств дальше..
09:40, 17 Июня 26 Сотрудники Смоленской ГРЭС очистили берег озера Сошно дальше..		09:37, 17 Июня 26 «Курскатомэнергоремонт» провел профориентационную встречу со студентами Курского электромеханического техникума дальше..
09:29, 17 Июня 26 Трубоукладчик оставил без электричества село Тас-Юрях в Мирнинском районе Якутии дальше..		08:29, 17 Июня 26 Ростех включил в чемпионат «Время первых» соревнования по 27 компетенциям дальше..
08:26, 17 Июня 26 Московская биржа зарегистрировала программы облигаций Каширской ГРЭС и Новоленской ТЭС дальше..		08:21, 17 Июня 26 В Приамурье создадут первый на Дальнем Востоке образовательный кластер «Профессионалитета» по химической отрасли дальше..
08:18, 17 Июня 26 «Газпром добыча Надым» организует трудоустройство школьников на летний период дальше..		06:21, 17 Июня 26 В Якутске временно ограничат электроснабжение из-за ввода новой ЛЭП для микрорайона «Звездный» дальше..
05:53, 17 Июня 26 Cпециалисты «Атомэнергоремонта» освоили сборку ультразвуковых дефектоскопов в Шанхае дальше..		05:51, 17 Июня 26 «Т Плюс» обновит теплотрассу в Промышленном районе Самары дальше..
05:27, 17 Июня 26 «Оренбургнефть» стала партнером фестиваля академической музыки «Симфония Бузулукского бора» дальше..		05:20, 17 Июня 26 МЭС Центра пополнили парк спецтехники для обслуживания магистральных электросетей дальше..
05:18, 17 Июня 26 «Карачаево-Черкесскэнерго» выдало 9,6 МВт мощности новым объектам дальше..		05:14, 17 Июня 26 «Газпром добыча Ноябрьск» подготовил производственные объекты к пожароопасному сезону дальше..
05:10, 17 Июня 26 МЭС Востока обновили коммутационное оборудование на подстанциях Якутии дальше..		04:32, 17 Июня 26 «Мосгаз» изготовил 34 газорегуляторных пункта в 2025 году дальше..
04:26, 17 Июня 26 КазМунайГаз внедряет цифровые двойники месторождений с использованием ИИ дальше..		04:23, 17 Июня 26 «Севкавказэнерго» заменит почти 500 опор на линиях электропередачи в Северной Осетии дальше..
03:58, 17 Июня 26 Ректор Губкинского университета предложил ввести длительные практики для студентов в нефтегазовых компаниях дальше..		03:47, 17 Июня 26 Делегация из Узбекистана ознакомилась с лучшими практиками развития атомградов на примере Нововоронежа дальше..
03:44, 17 Июня 26 Ростовская АЭС включила в сеть энергоблок №1 после капремонта с модернизацией дальше..		03:39, 17 Июня 26 «Красный котельщик» проводит летнюю оздоровительную кампанию дальше..
03:01, 17 Июня 26 Волгоградский НПЗ сокращает выбросы парниковых газов дальше..		02:58, 17 Июня 26 «Орелэнерго» отремонтировало 114 высоковольтных подстанций дальше..
02:56, 17 Июня 26 «РН‑Ванкор» сэкономил 55 млн кВт/ч в 2025 году благодаря программе энергосбережения дальше..		02:52, 17 Июня 26 Две команды «Росатома» вошли в число победителей конкурса «Лидеры России» дальше..
02:48, 17 Июня 26 ОДК создаст двигатели-демонстраторы новых технологий дальше..		02:45, 17 Июня 26 «Газпром добыча Кузнецк» высадил редкие растения в Кузбасском ботаническом саду дальше..
02:43, 17 Июня 26 Губкинский университет сохранил лидерство среди отраслевых вузов по качеству образования дальше..		02:35, 17 Июня 26 Сколково запустил постоянный механизм отбора и внедрения технологий для новых территорий дальше..