Повітря замість бензину

Повітряні акумулятори для електромобілів : чи зможе 50- кілограмова батарея змагатися з 40- літровим бензобаком ?

Електричний автомобіль Nissan Leaf , який надійде в продаж майбутньої восени , коштує $ 33 000 . При цьому сама дводверна машина обходиться в $ 16 500, а ще стільки ж доводиться віддавати за акумулятор. Електричний вантажівка eStar , розроблений компанією Navistar , буде продаватися за $ 150 000 , тому що його батарея коштує $ 75 000. І ціна електричних батарей не єдина проблема . Ні Leaf , ні eStar не зможуть проїхати на одному заряді більше 160 км .

Обидва ці автомобілі харчуються від тих же літієвих акумуляторів , які стоять на вашому ноутбуці. Непривабливість електричного автомобіля пов’язана з тим , що батареї дорого коштують і занадто багато важать . Запас енергії літієво – іонної батареї в кращому випадку 110 В * ч. Запас бензинового двигуна – 6000 В * ч. Але бензиновий мотор неефективний – 85 % енергії втрачається на передачу , холостий хід або розсіюється у вигляді тепла. Електричний мотор втрачає лише 10 % енергії , але важить в 9 разів більше бензинового . 50 Виробники батарей , безсумнівно , рухаються вперед , знижують вартість літієво -іонних батарей і підвищують їх ефективність . Але все в галузі солідарні в тому , що пора придумувати щось зовсім нове.

« Ніхто не сподівається , що літієво -іонна батарея здатна хоча б подвоїти щільність енергії , – каже Уинфрид Уилки , менеджер з нанорозробки одного з підрозділів IBM. – А нам потрібно куди більше ».

Уилки працює в групі дослідників , що розробляють ємний акумулятор. Їх батарея зможе запасати в сім разів більше енергії , ніж існуючі , сподівається Уилки , – тобто близько 800 В * ч. Це означає , що 50 – кілограмова батарея змагатиметься з 40- літровим бензобаком .

Вся хитрість в тому , щоб навчитися використовувати щось легке і легкодоступний – повітря. IBM і інші виробники , включаючи Toyota і крихітну компанію PolyPlus , працюють над так званими металево – повітряними батареями. Один електрод зроблений з металу ( літій – найбільш багатообіцяючий матеріал) , а інший – з повітря. Такий тип батареї легше хоча б тому , що в ньому не буде другого електрода. Принцип роботи , розповідає Уилки , схожий на згоряння бензину , а той у свою чергу став основним джерелом енергії виключно тому , що кисень , з яким він взаємодіє , не потрібно всюди тягати з собою.

Переваги металево -повітряних батарей вже давно відомі , а цинково -повітряні батареї виробляються в масовому порядку і використовуються в невеликих пристроях , наприклад слухових апаратах. Але ніхто поки не придумав , як їх збільшити і перетворити на акумулятори , тому до цих пір цей проект не стільки комерційний , скільки науковий .

Мета розробників – автомобільний акумулятор, здатний перевезти сімейство з чотирьох осіб на 800 км . IBM так і називає свою програму – «Проект Батарея 500». У Сенат навіть надійшов законопроект , який обіцяє $ 10 млн розробнику комерційно життєздатною батареї для електричного автомобіля , що дозволяє проїхати 800 км .

Батареї включають позитивний електрод – катод – і негативний – анод. У літієво – іонної батареї анод , часто виготовлений з графіту , акумулює при зарядці іони літію . У батареї також є катод з суміші літію , кобальту , заліза , кисню або фосфору , який збирає іони зразок того, як парковка збирає автомобілі . Але є проблема. « Вага автомобілів набагато менше ваги будівлі , – пояснює Уилки , – корисні іони просто непомітні на тлі матеріалу катода ».

У літієво -повітряної батареї анод виготовлений з чистого літію , найлегшого металу в періодичній системі , і майже весь використовується для виробництва енергії. Катод – не важкий металевий сплав , а повітря . Літій , будучи вкрай реактивним , стикається з повітрям і вступає в реакцію з киснем в легковесном пористому вугільному складі . Це створює літієву перекис і випускає два електрони , які виходять на контур і виробляють електричну енергію.

Питання в тому , чи можна перезарядити таку батарею . Уїклі говорить , що його група довела: батарея таки заряджається.

Інша складність полягає в тому , що літій не повинен стикатися з водою , а в повітрі присутні її пари . PolyPlus , компанія, заснована вченими Національної лабораторії Лоуренса Берклі , вважає , що знайшла вирішення проблеми . Це тонка керамічна мембрана , в яку поміщений літій , вона пропускає іони літію і затримує воду. «Не розумію , як можна поставити літієво -повітряну батарею на комерційний потік без використання нашої технології » , – говорить Стівен Віско , засновник і головний технолог PolyPlus .

Уїклі стверджує , що до 2012-го IBM створить лабораторну модель батарей для зарядки , а демоверсію такого ж акумулятора для електромобіля – вже до середини десятиліття. А поки , якщо ви купуєте електромобіль , будьте готові зупинятися у кожної заправки .

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.