Новое поколение автомобильных аккумуляторов
Наиболее ярко влияние на стоимость автомобиля стоимости аккумулятора, демонстрируется моделями, выставленными в продажу осенью - Nissan Leaf (33 тысячи долларов, из которых половину «съедает» стоимость батареи) и электрический грузовик eStar фирмы Navistar(75 тысяч долларов из ста пятидесяти – стоимость аккумулятора). В обеих моделях заряд рассчитан на 160 км пробега. Из этого следует, что литиевая батарея, широко используемая в настоящее время, как в ноутбуках, так и в железных конях, все еще не может даже и близко подойти к емкости бензинового двигателя. Максимальная емкость литиевой батареи 110 В*ч, тогда как бензиновый двигатель обладает запасом 6000 В*ч. При этом тепловые потери бензинового двигателя составляют 85 %, тогда как потери аккумулятора всего лишь 10 %, но вес его в 9 раз больше.
Цинково-воздушный аккумулятор
Исследования в области электрических зарядных устройств приводят к однозначному выводу – необходим совершенно новый тип аккумулятора. Неудивительно, что конструкторы пришли к мысли, что в борьбе с весом и стоимостью может помочь воздух, самый доступный земной ресурс. IBM, Toyota, PolyPlus работают над созданием металлическо-воздушных батарей. Как известно, все новое – это хорошо забытое старое.
Разработчики такого типа аккумуляторов руководствуются теми же принципами, которые привели к рождению бензинового двигателя. Принцип работы воздушной батареи аналогичен работе бензинового двигателя, при этом, в качестве одного электрода используется литий, а в качестве второго – воздух.
Уже есть примеры промышленного производства аккумуляторов такого типа – цинково-воздушных. Они используются в слуховых аппаратах. Теперь конструкторы бьются над возможностью увеличить метало–воздушный аккумулятор для применения его в таких сложных механизмах, как автомобильный двигатель. Технологи и ученые поставили перед собой реальную цель – необходимо изобрести аккумулятор, способный заставить вращаться колеса автомобиля, пригодного для перевозки семьи из четырех человек на расстояние 800 км. Научная лаборатория IBM назвала проект «Батарея 500». Сенат Соединенных Штатов Америки, в соответствии со вновь принятым законопроектом, выплатит разработчику такого аккумулятора, пригодного для промышленной реализации, 10 миллионов долларов.
Цинково-воздушные аккумуляторы используются в слуховых аппаратах
Вкратце, работа литиево-воздушного аккумулятора основана на высвобождении двух электронов, входящих в контур и производящих электроэнергию. Электроны освобождаются в результате химической реакции взаимодействия молекул литиевого (самого легкого в таблице Менделеева элемента) анода с молекулами кислородного катода. Реакция происходит в легковесной пористой угольной среде, являющейся катализатором для производства литиевой перекиси. В настоящее время ученые уткнулись в проблему перезарядки такой батареи. Специалисты IBM утверждают, что перезарядка теоретически возможна, хотя доказательство этого утверждения практическими опытами, все еще дело будущего.
Ученые из PolyPlus сумели решить еще одну проблему – литий не должен взаимодействовать с водой, пары которой присутствуют в воздухе. В условиях лабораторного эксперимента проблему удалось решить использованием керамической заглушки-мембраны, отфильтровывающей молекулы воды. Как это реализовать для коммерческого производства не представляет даже Стивен Виско, основатель и главный технолог PolyPlus. IBM не столько пессимистичны. К 2012 году обещана демонстрация лабораторной модели литиево-воздушного аккумулятора, а к середине следующего десятилетия уже и автомобильного двигателя на его основе.
Опубликовано: 2010-11-22
При перепечатке или копировании этой статьи или отдельных ее фрагментов ссылка на первоисточник обязательна.
Ещё статьи
Реклама на indboard.ru
Поделиться с друзьями