Подъем аккумуляторной индустрии – новейшие изобретения

05.09.2013

До сегодняшнего момента аккумуляторную индустрию нельзя было назвать передовой или ведущей. Разработки в этой области проводились довольно медленно, а их результаты не часто внедрялись в производство. Все это приводило к медленному развитию, а то и полному застою альтернативных видов энергетики, мешало переходу на экологические автомобили. Но недавние разработки ученых вселяют надежды на улучшение ситуации в этой отрасли.

Батареи, использующие расплавленный электролит

Батарея, имеющая в качестве основы расплавленный электролиты, разработана в американском университете им. Дж. Вашингтона. В роли катода в такой батареи выступает кислород, полученный из воздуха. «Molten-Air» - так называются новые аккумуляторы, что в переводе означает воздушно-расплавленныеные батареи. Они имеют большую емкость, не требуя дорогостоящих катализаторов. Также эти батареи отлично переносят перезарядку, выводя эту разработку ученых вперед.

"Расплавленные" аккумуляторы способны держать достаточно большое количество электронов на поверхности молекулы, что является несомненным преимуществом перед стандартными литий-ионными аналогами. Этот аккумулятор представлен на основе диборида ванадия, который дает возможность сохранения сразу 11 электронов. К сожалению, такая батарея не подходит для перезарядки. Для перезаряда подходит другой вид батареи на базе железа. Принцип ее работы состоит в следующем: когда батарея разряжается, под действием тока железо восстановится до чистого состояния и возвратит молекулы кислорода в воздух.

Американскими учеными были созданы три вида аккумуляторов: с диборидом ванадия, который хранит 11 электронов , "железные" – 3 электрона, "углеродные" – 4. Емкость стандартных литий-ионных аккумуляторов колеблется в пределах 6,2 кВт*ч/литр, а батареи на основе ванадия - 27 кВт*ч/л, железа – 10 кВт*ч/л, углерода – 19 кВт*ч/л.

При всех достоинствах этих батарей, есть один минус. Новые аккумуляторы способна работать при температурах 700-800 градусов Цельсия. Но ученые американского института с оптимизмом смотрят в будущее и уверены, что исправят этот недостаток.

Емкий аккумулятор и его коммерциализация

Специалистами Калифорниского университета, расположенного в Боулдере разработан новейший аккумулятор, имеющий «твердое» тело. Вывод этого изобретения на рынок взялась осуществить компания Solid Power. Этого батарея также превосходит литий-ионные аналоги, имея больший уровень безопасности: она легче на вес и не боится ударов, а также строит намного дешевле. Твердотельные аккумулятора имеют удельную емкость, которая превосходит емкость литий-ионных аккумулятор в 2-3 раза, за счет того, что в них не применяется жидкий электролит. Массовое производство новых аккумуляторов планируется через пару лет, им предстоит пройти ряд окончательных тестов.

Для разделения анода и катода в этих аккумуляторах используется твердый аналог. Твердотелые аккумуляторы способны сохранить заряд на 600 км пробега электрического автомобиля.

Необходимо отметить, что это не первые попытки создать такой вид батарей. Однако, ученые университета на основе композитного катода смогли увеличить КПБ аккумуляторной батарее. Такое строение создает меньше препятствий в передвижении электронов.