Наши партнеры

 

Другие материалы

Популярное

Современные аккумуляторы для электромобилейИсследователи MIT и Национальной лаборатории Сандиа сделали долгожданные успехи в изучении литиево-воздушных батарей. Исследование обеспечило понимание электрохимических реакций, протекающие в процессе заряда.


Литиево-воздушные батареи обеспечивают в 5-10 больше емкости заряда, чем традиционные литиево-ионные аккумуляторы. Можно предположить, что внедрение таких аккумуляторов в электрические автомобили позволит им перейти от специализированного рынка до очень большого сегмента автомобильной промышленности.

Даже сейчас электромобили то и дело появляются в заголовках популярных изданий, как Tesla Model S, которая недавно получила самую высокую оценку Потребительских отчетах. Возможно, редакторы престижного издания не были обеспокоены протяженностью перемещения до 425 километров и несколькими часами заряда аккумуляторов.

Для того чтобы привести электромобили в соответствие с ДВС автомобилями, а именно 650 километров пути до следующей заправки и 2 минуты заполнения, чтобы пройти следующие 650 км, - должны произойти существенные улучшения аккумуляторов, которые приводят в действие электрические двигатели.

Чтобы конкурировать по производительности с ископаемым топливом, батареи должны достигнуть плотности энергии приблизительно 1000 Втч/кг. Даже если улучшить сегодняшние литиево-ионные аккумуляторы вдвое, то мы получим всего лишь 400 Втч/кг. Поэтому, современные батареи, чтобы конкурировать с двигателем внутреннего сгорания, должны иметь в 6-7 раз больше емкость, чем они имеют сейчас.

Как раз литиево-воздушные аккумуляторы позволяют добиться увеличение емкости в десять раз, однако до настоящего времени такие батареи имеют существенные проблемы в использовании за пределами лаборатории.

литиево-воздушные аккумуляторы

Исследователи с помощью электронного микроскопа изучали взаимодействия в процессе реакции под названием кислородное развитие. Именно в этой реакции впервые было изучено оксидирование литиевого пероксида, который является побочным продуктом, создаваемый во время разряда литиево-воздушной батареи. Наблюдения показали, что литиевый пероксид формируется, прежде всего, в подложке, которая сделана из углеродных нанотрубок.

В таком расположении литиевый пероксид действует как сопротивление потоку электронов, затрудняя зарядку аккумулятора. Однако исследователи также обнаружили, что во время заряда, когда электроны проходят через углеродные нанотрубки, частицы литиевых пероксидов, которые сформировались во время разряда, начали уменьшаться. Это означает, что если улучшить перенос электронов, то эти батареи могли бы заряжаться значительно быстрее.

Пока ученые не имеют четкого пути, как использовать эту технологию вне лабораторий, но очевидно это является одним из способов популяризации электромобилей в обществе, благодаря успешному их конкурированию с автомобилями на ископаемом топливе.