Ученые разработали новый высокоемкостной автомобильный воздушно-расплавный аккумулятор
Несмотря на то, что электромобили обладают целым рядом преимуществ, начиная от нулевых выбросов углекислого газа в атмосферу и заканчивая снижением зависимости страны от импорта нефти, имеют они и один существенный недостаток, который заключается в их запасе хода.
К примеру, текущее поколение Nissan Leaf 2014 может проехать на полностью заряженной батарее примерно 135 км.
Команда ученых из Университета Джорджа Вашингтона при поддержке Национального научного фонда разработала так называемый воздушно-расплавный аккумулятор, который призван превратить этот недостаток в преимущество.
На сегодняшний день этот новый аккумулятор, имеющий расплавленный электролит и специальные «многоэлектронные» электроды, одним из которых является кислород из атмосферного воздуха, превосходит по своим характеристиками и возможностям любой другой тип батареи, доступный на рынке. Их плотность энергии, долговечность и экономическая эффективность делает их наиболее вероятной будущей альтернативой современным автомобильным аккумуляторам, говорит руководитель исследовательской группы Стюарт Лихт.
В качестве жидкого электролита ученые использовали железо, углерод и борид ванадия, чтобы проверить их способность хранить несколько электронов. Тесты выявили, что воздушно-расплавный аккумулятор на основе вышеперечисленных химических элементов может сохранять 3, 4 и 11 электронов на одной молекуле соответственно, что в 20-50 раз превосходит емкостные возможности обычного литий-ионного аккумулятора, который может удерживать лишь один электрон на молекуле лития.
Таким образом ученые объединили плюсы двух представленных ранее аккумуляторов: воздушного, который обладает большой емкостью, однако не может перезаряжаться, а также расплавного (без участия воздуха), который может перезаряжаться, однако обладает достаточно низкой емкостью.
Как следует из названия нового аккумулятора, воздух (точнее кислород) выступает в качестве одного из электродов аккумулятора (катода), в то время как в качестве анодного материала может быть использован никель или железо. Слово «расплавный» в названии аккумулятора относится к электролиту, который смешивают с реагентами для железа, углерода или борида ванадия, затем нагревают, пока смесь не станет жидкой. После этого этим жидким электролитом покрывают металлический электрод, при этом он также контактирует с воздушным электродом.
Однако для того чтобы превратить электролит в жидкость его необходимо нагреть до температуры 700-800 градусов по Цельсию. Достижение такой высокой температуры в обычном автомобиле является достаточно сложной задачей, однако некоторые из современных двигателей внутреннего сгорания свидетельствуют о том, что она все же выполнима.
Тем не менее, ученые работают над снижением температуры плавления электролита, и им уже удалось снизить ее до 600 градусов по Цельсию.
Источник: energybase.ru
