Быстрая зарядка электромобилей

Научные работники из Соединенных Штатов изобрели батарею, способную разряжаться и заряжаться за время сопоставимое с заправкой автомобиля на обычной АЗС. 

Согласно статье опубликованной в  журнале Nature, дополнительный элемент литий-ионного аккумулятора покрыт специальным покрытием, которое  позволяет аккумулятору принимать/отдавать  электрический ток разрядки и зарядки в десятки раз быстрее.

Исследователь Гербранд Цедер (GerbrandCeder) полагает, что батареи, использующее его спецтехнологию, имеют все шансы появится на рынке чрез два либо три года.

Такой высокий зарядный электрический ток созданных батарей в способен сделать гибридные  и электрические автомобили не менее практичными в сравнении с ДВС (двигателем внутреннего сгорания).  Широкое применение данная технология найдет в альтернативной энергетике, обеспечивая  хранение энергии ветра и солнца.

Аспирант массачусетского технологического института Биоунгву Кэнг (Byoungwoo Kang), соавтор этого открытия , говорит, что в случае с автомобилями проворная  разрядка и зарядка в особенно важна.

«Ускоренная разрядка обозначает, что вам предоставляется возможность ускорять Ваш четырехколесный друг, используя батарею исключительно быстро», — говорит Канг.

Сегодня гибридные автомобили в качестве резкого ускорения используют исключительно двигатель внутреннего сгорания.

Такие батареи располагают огромной электрической емкостью, однако обладают чересчур низким электрическим током зарядки, проблема — чересчур медленных  ионов лития несущих заряд чрез батарею. Принцип работы литий-ионного аккумулятора, базируется на перераспределении ионов лития между электродами, в следствии этого максимальный электрический ток напрямую находится в зависимости от скорости их передвижения.

Устройство простейшего литий-ионного аккумулятора

Решение подсказали компьютерные расчеы

Примерно пять лет назад научные работники проводили компьютерное моделирование и обнаружили, что ионы лития могут передвигаться намного быстрее .

«Тем не менее мы не наблюдали этого в батареях, следовательно, должно существовать
другое препятствие их быстрому передвижению».

В результате дальнейшего исследования они сделали вывод, что ионы лития имеют все шансы двигаться быстрее, существуют  трудности при входе и выходе.

«Это похоже на очень большой загородный дом с одной маленькой дверью», — объясняет Цедер.

Цедер и Канг со временем производя не очень большие изменения компонентов батареи, нашли элемент позволяющий  ионам лития быстро выходить и входить в поверхности катодов батареи.

Используя нанотехнологии, научные работники разработали материал на базе железо-литиевого фосфата LiFePO4, обладающий высокой физической активностью лития и поэтому дает обеспечение высокие скорости разряда батарей. Хорошей новостью стало то, что подобного рода основа, давным-давно используется в серийных аккумуляторах.

Для обследования электрохимических свойств была собрана батарея с катодом из нового материала и литиевым анодом, похожая на системы литиевых аккумуляторов. Она заряжалась за 10 — 20 секунд (при использовании стереотипных материалов – в пределах 6-и минут).

Ученые полагают,  что серийные методы по изготовлению литиевых батарей с непокрытым катодом уже существуют,  батареи, использующие новое покрытие в течении нескольких лет могут занять место в Вашем серийно выпускаемом автомобиле.

В чашке Петри располагается еще один материал для батарей. Как видно, он подобен материалу, который уже используется в батареях.

Цедер сообщает о том, что добавить новое покрытие вовсе не не просто.

«Оно создается, в течение синтеза материала… Фактически оно в том числе и не классифицируется дополнительным шагом».

Спецтехнология уже лицензирована двумя компаниями: бельгийской корпорацией Umicore, производящей материалы для батарей.

Решив проблему быстрой зарядки, не стоит строить радужные мечты по применению изобретения, так как серьезным препятствием станет возможность отдачи заряда простой электрической розеткой. 

По материалам CBC News

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *