суббота, 7 ноября 2015 г.

Благодаря разработкам британским ученых, запас хода электромобиля может быть увеличен в 3-5 раз!

Британские ученые из Кембриджского университета создали новый вариант литий-воздушного аккумулятора для электромобилей. Утверждается, что при серийном выпуске данного накопителя электрической энергии и установке его на электротранспорт, запас хода у последних может быть увеличен в 3-5 раз по сравнению с традиционными разновидностями литий-ионных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на современных электрокарах. Данная инновация настолько потрясла научное сообщество, что описание работы британских химиков не просто попало в свежий выпуск популярного журнала «Science», но даже фотография электрода экспериментального аккумулятора под микроскопом была размещена на его обложке.
У одного из самых распространенных электромобилей – Nissan Leaf – с аккумуляторами, выполненными по новой технологии, может быть увеличен запас хода на одной зарядке с нынешних 150–280 км, до 450–1400 км при тех же габаритах и весе батареи.
Работы по улучшению аккумуляторов, использующих реакцию лития и кислорода (из воздуха), наиболее интенсивно осуществляются в последние 20 лет. Две основные проблемы, с которыми сталкиваются ученые, является невысокая эффективность заряда/разряда (большие потери энергии) и низкая живучесть таких батарей. И если ранее в основном испытывались версии с перекисью лития, то сейчас британским химикам удалось скорректировать химический состав ячейки аккумулятора, использовав иодид и гидроксид лития, получив новый состав электролита на основе хлопьев графена. Обе озвученные проблемы удалось решить с помощью нового состава электролита.
Чёрный – графен, который связывает 20-микрометровые частицы гидроксида лития (изображены розовым цветом), выделяющиеся в процессе разряда аккумулятора (цвета изменены)
В итоге ученые построили опытный вариант аккумулятора, способного выдержать более двух тысяч (2000!) циклов заряда-подзаряда. Эффективность новой батареи составила 93,2%, наравне с лучшими экземплярами литий-ионных аккумуляторов. Коммерциализацией новой запатентованной разработкой займется отделение «Cambridge Enterprise». Однако, как утверждают сами ученые, до перехода опытной разработки в серийное производство пройдет по меньшей мере лет десять.
Упрощённая схема нового литий-воздушного аккумулятора (вверху процесс разряда, внизу – зарядки). Теоретическая удельная ёмкость новых  батарей – 12 кВт∙ч/кг, что сопоставимо с удельной теплотой сгорания бензина. Но на практике это число практически недостижимо, однако довольно реально достичь показателя в 1 кВт∙ч/кг. Для сравнения, для у современных литий-ионных аккумуляторов удельная емкость составляет 150–250 Вт∙ч/кг.
Источник.