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".

13:33, 17 Февраля 26 В 2025 году «Россети Тюмень» провели тепловизионное обследование более 1,3 тысячи энергообъектов дальше..		12:48, 17 Февраля 26 «РН-Юганскнефтегаз» сэкономил 565 млн кВт·ч благодаря энергосбережению дальше..
12:44, 17 Февраля 26 В Тосненском районе Ленобласти модернизировано силовое оборудование на подстанции 110 кВ дальше..		12:41, 17 Февраля 26 «Газпром газомоторные системы» освоил технологию производства модулей редуцирования газа дальше..
12:24, 17 Февраля 26 «Озенмунайгаз» улучшает условия труда дальше..		12:19, 17 Февраля 26 «Адыгейские электрические сети» отремонтируют порядка 160 трансформаторных подстанций дальше..
11:55, 17 Февраля 26 Топливный дивизион «Росатома» запустил производство восьми марок электролита для аккумуляторов дальше..		11:54, 17 Февраля 26 «Ярэнерго» поможет ветеранам СВО в трудоустройстве в электроэнергетической отрасли дальше..
11:50, 17 Февраля 26 «Россети Центр» обеспечили электроэнергией строящуюся кондитерскую фабрику в Курской области дальше..		11:48, 17 Февраля 26 Лаборант химического анализа» стал 25-й номинацией конкурса «Лучший по профессии» в 2026 году дальше..
11:42, 17 Февраля 26 МЭС Сибири модернизируют подстанцию 220 кВ «Краснополянская» в Кузбассе дальше..		11:31, 17 Февраля 26 СИБУР и НТЦ «Приводная Техника» представили разработки в области композитных материалов для подшипников дальше..
11:28, 17 Февраля 26 В МЭИ исследовали ПО RISC‑V для систем критической инфраструктуры дальше..		11:24, 17 Февраля 26 Москва на 3,7% увеличила производство аккумуляторов в 2025 году дальше..
09:50, 17 Февраля 26 «РТ-Техприемка» представила робототехнические решения в парке «Патриот» дальше..		09:46, 17 Февраля 26 Россия и Киргизия обсудили сотрудничество по проекту Верхне-Нарынского каскада ГЭС дальше..
09:41, 17 Февраля 26 ВТИ расшифровывает механизмы деструкции катионитов дальше..		09:16, 17 Февраля 26 «Пермэнерго» в 2025 году выполнило 2000 работ без снятия напряжения дальше..
09:12, 17 Февраля 26 «Россети Юг» электрифицировали стройплощадку жилого комплекса в Волгограде дальше..		09:05, 17 Февраля 26 Ученые Томского Политеха представили новую математическую модель изотопологов метиленхлорида дальше..
09:04, 17 Февраля 26 «Орелэнерго» организовало интеллектуальный поединок для юных энергетиков дальше..		08:02, 17 Февраля 26 «Самарские распределительные сети» перешли в режим повышенной готовности дальше..
07:56, 17 Февраля 26 ФАС предписала органу регулирования Московской области исключить из тарифов 556 млн рублей дальше..		07:53, 17 Февраля 26 При поддержке «Росатома» в Озерске прошел детский фестиваль «ЭХО БДФ Южный Урал» дальше..
07:50, 17 Февраля 26 Главгосэкспертиза создала собственную языковую модель для поиска ошибок в документации дальше..		07:43, 17 Февраля 26 Доля ТЭС в структуре выработки электроэнергии в Сибири превысила 62% дальше..
07:37, 17 Февраля 26 «Росатом» провел в Венгрии научно-образовательный фестиваль «АтомДвиж» дальше..		07:17, 17 Февраля 26 Минэнерго России запустило серию стратегических семинаров, посвященных энергетике дальше..
06:52, 17 Февраля 26 ДРСК подарила книги Приморской детской краевой библиотеке дальше..		06:00, 17 Февраля 26 «Владимирэнерго» устраняет локальные нарушения электроснабжения в четырёх округах Владимирской области дальше..
05:57, 17 Февраля 26 «Россети Новосибирск» отремонтировали в областном центре около 9 км кабельных ЛЭП дальше..		05:54, 17 Февраля 26 «Газпром» и РСО запускают студенческий кадровый проект «От вахты до Лахты» дальше..
05:52, 17 Февраля 26 Каскад Верхневолжских ГЭС готовится к пропуску половодья дальше..		05:47, 17 Февраля 26 Арабское агентство по атомной энергии подключится к научным исследованиям на реакторе МБИР дальше..
05:45, 17 Февраля 26 Главным диспетчером Северокавказского РДУ назначен Аракел Гарибян дальше..		05:39, 17 Февраля 26 «Россети Северный Кавказ» подключили к электросетям в Кабардино-Балкарии более 2,6 тысяч новых потребителей дальше..
05:30, 17 Февраля 26 «Росатом» приведет в безопасное состояние территорию завода «Кристалл» в Киргизии дальше..		05:29, 17 Февраля 26 «Газпром добыча Ноябрьск» подвел итоги рационализаторской деятельности за 2025 год дальше..
05:12, 17 Февраля 26 Студенты Сахалинского горного техникума обучаются на новых тренажерах дальше..		04:57, 17 Февраля 26 Строительная готовность Московской гигафабрики накопителей энергии «Росатома» превысила 87% дальше..
04:53, 17 Февраля 26 В пригороде Смоленска реконструирован газопровод через реку Днепр дальше..