Современные потребности в емком и безопасном хранилище энергии все растут и растут. Смартфоны и ноутбуки становятся все более мощными, а бум электрокаров и вовсе поставил ученых и изобретателей перед мыслью о замене традиционного литий-ионного аккумулятора на что-то другое. Но вот что?
Для начала разберемся, зачем вообще что-то менять? На данный момент Li-Ion аккумуляторы являются самым простым в уходе и использовании видом энергоносителей, обладают минимальным саморазрядом и высокой плотностью накапливаемой энергии, малым весом и возможностью длительного хранения. Это далеко не все плюсы.
Но есть и минусы. Литий дорог и его запасы не безграничны, при нарушении герметичности аккумулятор может сдетонировать, а самыми главными недостатками для автомобилестроителей являются неудобный диапазон рабочих температур (-20 - +50 по Цельсию) и затрудненность зарядки при низких температурах. Li-Ion батареи приходится оснащать системами автоматического отключения для предотвращения полного разряда, который они не любят.
Это не все минусы и плюсы, но думаю, итак, понятно, что главными причинами для поиска альтернативного способа хранения энергии являются дороговизна производства и, хоть случаи и редки, возможность взрыва аккумулятора.
Индустрия производства аккумуляторных батарей уже создала свой огромный рынок, который по расчетам аналитиков оценивается в 400 миллиардов долларов. В 21 веке аккумуляторы нужны всем, поэтому множество компаний заняты как производством, так и разработкой новых батарей.
Немецкий эксперт Роланд Зенн опубликовал карту действующих и строящихся фабрик по производству аккумуляторов. Если все эти заводы выйдут на полную мощность, то произведенных ими аккумуляторов за год хватит на то, чтобы оснастить пять миллионов электрокаров – и это только в Европе, а подобные заводы строятся еще в Америке и странах Азии.
На данный момент индустрия стоит развилке, состоящей из двух путей: продолжить совершенствовать уже известную технологию или придумать что-то новое.
Первыми отличились Samsung. Компания разработала литий-металлический аккумулятор, способный нести вдвое больший заряд. А ведущий производитель электрокаров Tesla запатентовал в 2019 году электролит для литий-металлических аккумуляторов. Проект получил название «Электролиты с дифтор (оксалато) боратом лития и тетрафторборатами лития для литий-металлических и анодных батарейных элементов». На данный момент такие аккумуляторы демонстрируют большее количество циклов подзарядки и повышенную энергоемкость.
Отечественные ученые из Института общей и неорганической химии совместно с коллегами из Израиля и Австралии решили не полировать старые технологии, а придумать что-то новое. Они разработали материал на основе восстановленного оксида графена и сульфида сурьмы и предлагают использовать его в качестве анода для калий-ионных аккумуляторов.
У данного изобретения есть несколько преимуществ: такая батарея обладает большей энергоемкостью, а компоненты для ее изготовления значительно доступнее и дешевле, чем для литий-ионного аккумулятора.
Несмотря на то, что это пока только разработка она имеет все шансы в будущем выйти на замену Li-Ion аккумуляторам. Ведь запасы лития не безграничны, он дорог, а его добыча наносит существенный ущерб экологии, ставящий под вопрос экологичность электрокаров.
Понравилась статья? Тогда поставь лайк, подпишись на канал и поделись статьёй в социальных сетях!