Графен увеличит запас хода электромобилей в 10 раз!

Ученые Стэнфордского института материаловедения и энергетики из Калифорнии решили проблему износа литий-ионных аккумуляторов с помощью графена. Инновационный материал также позволил на порядок увеличить емкость батарей.

033

033

Аккумуляторная батарея — самый дорогой и проблемный компонент электромобилей, не позволяющий им в массовом порядке вытеснять с потребительского рынка автомобили с ДВС. Реальный запас хода «электричек» на данный момент невелик, а полноценная зарядка занимает несколько часов. Многие производители электромобилей предлагают использовать для своих моделей специальные терминалы экспресс-зарядки, которые позволяют примерно за полчаса «подкормить» батарею на 70–80%, но форсированная зарядка приводит к быстрому износу АКБ, снижению ее емкости и последующему выходу из строя, поэтому на регулярной основе пользоваться экспресс-терминалами не рекомендуется.

Главная причина износа батарей — разрушение анода. Ионы лития, внедряющиеся в структуру материала положительного электрода, разрушают его вследствие многократных циклов перезарядки, способность аккумулятора запасать энергию при этом снижается. Стэнфордские исследователи долго экспериментировали с конструкцией литий-ионного аккумулятора на композитных электродах с наночастицами кремния и смогли упаковать каждую такую частичку в графеновую оболочку, которая не только препятствует разрушению структуры электрода, но и позволяет до десяти раз увеличить емкость аккумулятора. Ученые провели несколько успешных тестов, инновационная батарея функционировала в них стабильно и эффективно, и теперь разработчики хотят внедрить графен в структуру электродов из более дешевых материалов, нежели композит с наночастицами, чтобы цена аккумулятора была конкурентоспособной.

  • Фирма nanoFlowcell уже несколько лет разрабатывает электромобили на основе потоковых батарей, которые могут обеспечить запас хода в 1000 км. Заряжать такие батареи от розетки не надо, для восстановления их работоспособности требуется лишь перезалить несколько сотен литров электролита.
  • В декабре прошлого года германский Институт Фраунгофера сообщил о том, что разработал инновационную ячейку АКБ, которая позволит существенно увеличить ресурс электромобиля. Специальные контроллеры мониторят состояние батареи в режиме реального времени, а модульная конструкция позволяет оперативно заменять дефектные ячейки — таким образом номинальные рабочие характеристики АКБ можно сохранить на протяжении долгого времени.
  • В ноябре 2015 года химики из Кембриджского университета объявили о прорыве в области разработки литий-кислородных АКБ. Эти батареи в 5 раз легче литий-ионных, запасают в 10 раз больше энергии и в перспективе обещают оказаться еще и в 5 раз более дешевыми, но на их доводку до промышленной кондиции потребуется еще примерно десять лет.

Фото: AlexanderAlUS
Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Читать комментарии (16)

Самые новые