Переместили для вас любопытную статью о тенденциях в формировании аккумуляторов для электромобилей, которую работники Бирмингемского института младший педагог химии Жиль Коттон и доктор химии материалов Питер Райманд Слэтер приготовили для издания The Conversation.
Они в крайне короткой и дешевой фигуре пояснили, где мы пребываем в настоящее время и над какими версиями развития технологии работают специалисты всего мира.
В большинстве электромобилей сегодня применяются литий-ионные батареи, однако у них есть ряд ограничений. Специалисты и техники разыскивают решения, которые могли бы помочь форсировать переход авто на электричество.
Литий-ионные батареи в первый раз были выведены на рынок организацией Сони в 1991 году и стали наиболее популярными перезаряжаемыми аккумуляторами в автотранспортных средствах, и в смартфонах и компьютерах.
Они результативны и имеют долгий срок эксплуатации — от 15 до 20 лет, что приблизительно втрое больше, чем у классических свинцово-кислотных аккумуляторов. Литий-ионные батареи копят больше энергии, и значительно легче, а это значит, что авто, оборудованный такой батареей, употребляет меньше энергии для движения.
Батареи возбуждают энергию, перемещая заряженные частички, именуемые ионами, вперед и назад между 2-мя электродами. Когда аккумулятор заряжен, ионы лития проходят от электрода из оксида металла к графитовому электроду. При разрадке для питания авто, ионы лития уходят в другую сторону, принуждая электроны бежать в присоединенной электрической линии.
Чтобы удешевить литий-ионные батареи, специалисты из Института штата Пенсильвания в Соединенных Штатах исследуют литий-железо-фосфатные батареи, в которых применяются разные электродные детали.
Данная модель батареи значительно выгоднее и безопаснее, чем обширно применяемые литий-никель-марганцево-оксидно-оксидные батареи. Вероятно они сумеют за 10 секунд набирать необходимый заряд для обеспечения ходового запаса авто в 400 км.
Неприятность повышения ходового запаса авто вдохновляет производителей автомобилей проектировать батареи, в которых применяется жесткий элемент, делящий электроды, а не водянистый. Они не менее неопасны и могут обеспевичать ходовой запас не менее 500 км от одной зарядки.
Однако у литиевых аккумуляторов есть неприятность. Металл — сравнительно необычный элемент на Земле сравнивая с многими стандартных минералов. По мере повышения спроса на аккумуляторы Калининград цена на металл быстро увеличится. Это заставило геологов находить новые источники лития во всем мире.
А довольно часто добыча на них оказывается достаточно расходной. К примеру, добыча лития на солончаках в Чили требует большого числа воды, которой там не хватает. Кобальта также недостаточно сравнивая с подобными сплавами, такими как железо, а руды, из которых получают кобальт, сконцентрированы в политически неустойчивом районе Конго в Африке.
Одним из решений вполне может быть не менее действенное применение того, что в данный момент у нас есть. В 2017 году во всем мире было реализовано не менее миллиона электромобилей, и их количество быстро повышается. Специалисты разыскивают решение по эффективной переработке лития в общественных размерах. Есть соображение, что для этого могут применяться бактерии.
В будущем будет принципиально спроектировать батареи, которые можно было бы без проблем проанализировать, чтобы вторично применять находящиеся в них сплавы. При этом не следует забывать, что металл является крайне быстрым сплавом, что выполняет проблемы для работы с ним.
Вероятные замены литию есть. К примеру, металл — гетерополярные аккумуляторы вызывают энтузиазм у изготовителей электромобилей из-за их менее высокой стоимости. Они работают также, как литий-ионные батареи, а металл труднее и бережет меньше энергии.
В не менее отдаленном будущем должны выйти мультивалентные батареи, в которых ион, который движется между электродами, имеет больший заряд, чем металл, и из-за этого дает в цепь не менее одного электрона каждый. При подготовке подобных аккумуляторов специалисты встретились с рядом серьезных проблем, а вероятно они могут снабдить еще больший резерв энергии.
Создание необходимого числа электромобилей по стоимости, выгоднее, чем замены, работающие на старом бензине, является солидной неприятностью. Специалисты, работающие в авангарде исследовательских работ аккумуляторов могут произвести переворот в формировании транспорта.