Белорусские инженеры рассказали о будущем батарей для электромобилей
Рынок электромобилей стремительно расширяется. На нем представлены не только пассажирские, но и грузовые модели, а также специализированный транспорт. Сегодня главные задачи по совершенствованию транспорта на электрической тяге — увеличение пробега на одной заправке (зарядке), повышение емкости и долговечности накопителей, применение экологически «чистых» аккумуляторов на всем его жизненном цикле. Все эти задачи связаны с одним важным конструктивным элементом — аккумуляторной батареей, которая все еще остается «головной болью» многих ученых и конструкторов мира. Над решением этих задач работают и специалисты компании UST Inc. Результаты их исследований показывают, что ставку в ближайшей перспективе нужно делать не на литий-ионные аккумуляторы.
Недостатки современных литий-ионных аккумуляторов
Несмотря на их широкое распространение, литий-ионные батареи обладают рядом серьезных недостатков. Во-первых, они подвержены перегреву и химическому замыканию, что может привести к взрывам и возгораниям, особенно в случае повреждения корпуса. Горящие электромобили не редкая новость в сюжетах местных телеканалов.
Во-вторых, добыча лития и других редкоземельных элементов, используемых в этих батареях, наносит значительный ущерб экологии. Процесс добычи сопровождается загрязнением почвы и воды, а также требует значительных энергозатрат.
Еще один важный минус – ограниченный срок службы. Со временем литий-ионные аккумуляторы теряют свою емкость, что приводит к снижению дальности хода электромобиля и необходимости частой замены батарей. Утилизация таких аккумуляторов также представляет собой серьезную проблему, поскольку они содержат токсичные вещества, а также в общемировом исчислении имеют значительные массогабаритные характеристики.
Графеновая альтернатива
В научных кругах давно ведутся исследования, доказывающие, что углеродные батареи способны стать более эффективной и экологически безопасной заменой литий-ионным аккумуляторам.
Сегодня графен активно тестируется в различных сферах, и уже сейчас его применение позволяет значительно повысить характеристики тяговых батарей. Благодаря высокой теплопроводности такие батареи меньше нагреваются, обладают феноменальной энергоемкостью – до 1000 Вт·ч на килограмм – и могут прослужить значительно дольше традиционных аналогов. К примеру, литий-ионные батареи в среднем удерживают лишь 180 Вт·ч на килограмм. Также графеновые батареи значительно легче.
До сегодняшнего дня массовое производство графеновых аккумуляторов остается сложной задачей, главным образом из-за высокой стоимости углеродного волокна и низкого уровня развития графеновых технологий. Однако в течение ближайших десяти лет специалисты рассчитывают найти способы масштабного и доступного производства.
В настоящее время около 300 компаний по всему миру разрабатывают технологии, связанные с графеновыми батареями. Например, испанская Graphenano уже тестирует графеновый полимер, который позволит электромобилям проезжать до 500 км при быстрой пятиминутной зарядке. Другие игроки, такие как японская Toray Industries, занимаются созданием ультратонких графеновых слоев с улучшенной проводимостью, что уже увеличивает срок службы батарей на 50%.
Зеленые перевозки как главная цель
Переход на графеновые аккумуляторы сулит транспортной отрасли значительные преимущества. Легкость материала позволит увеличить пассажировместимость электротранспорта и улучшить соотношение массы транспорта к массе перевозимого груза, а его высокая прочность и устойчивость к деградации снизят потребность в частой замене батарей.
Но главное – графеновые батареи безопаснее и экологичнее литиевых аналогов. Они не содержат токсичных элементов, не представляют угрозы в случае повреждения, а их утилизация не наносит вреда окружающей среде. Графен – это возобновляемый ресурс, который способен сделать общественный транспорт по-настоящему «зеленым».
Таким образом, развитие углеродных аккумуляторов может привести к революционным изменениям, а именно — появлению более быстрых, легких, безопасных и доступных электромобилей, способных конкурировать с личным транспортом не только экологичности, комфорту и иным характеристикам.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из МФТИ с коллегами из МГУ построили аналитическую теорию вихря Абрикосова, оказавшегося внутри отдельного зерна сверхпроводящей пленки. Это микроскопический вихрь электрического тока, который течет внутри сверхпроводника второго рода вокруг крошечной несверхпроводящей области ядра вихря.
Мужской пол плода связан с повышенным риском трудных родов, причем как у человека, так и у других видов млекопитающих, выяснили авторы нового исследования. Мало того, вынашивание сыновей более затратно для женского организма, чем вынашивание дочерей. Однако с точки зрения эволюции эти риски оправданны.
Психологи Тюмени и Москвы выявили, что эффект от «живого» искусства заметно сильнее, чем от изображений, созданных искусственным интеллектом.
Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.
В Нидерландах 7 сентября открылся крупнейший в Европе комплекс по улавливанию углекислого газа. При этом храниться углекислый газ будет в Норвегии.
Акционерное общество «Росатом — Возобновляемая энергия» построит в Амурской области завод по сборке элементов ветрогенераторов. Оборудование потребуется для будущих ветроэлектростанций на Дальнем Востоке. Сейчас крупные детали производят практически в другом конце страны. Собирать крупные узлы на месте будет дешевле, чем везти их.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно