Elektriniai automobiliai vis dar dažnai siejami su dažnu įkrovimo sustojimu ir sunkiomis baterijomis. Daugelis vairuotojų mano, kad ilgo nuotolio kelionės elektra yra iš esmės ribotos, tačiau nauji Japonijoje atlikti tyrimai rodo, kad ši prielaida netrukus gali būti pasenusi.
Japonijos tyrėjai ieškojo pagrindinio elektromobilių silpnumo
Japonijos nacionalinio medžiagų mokslo instituto mokslininkai kartu su „Toyo Tanso“ anglies specialistais sukūrė naujo tipo akumuliatorių, kuris galėtų žymiai padidinti elektromobilių nuvažiuojamą atstumą.
Dėmesys sutelktas į ličio-oro akumuliatorius – technologiją, žinomą jau daugelį metų, tačiau laikomą pernelyg nestabilia realiam naudojimui.
Kodėl ličio-oro akumuliatoriai yra svarbūs
Pasak medžiagų mokslo ekspertų, ličio-oro akumuliatoriai pasižymi daug didesniu teoriniu energijos tankiu nei šiandieniniai ličio jonų elementai.
Paprastai tariant, tai reiškia, kad esant mažesnei masei sukaupiama daug daugiau energijos, o tai labai svarbu elektromobiliams.
Energijos tankio palyginimas
Tyrimų duomenys rodo, kad ličio-oro prototipai gali pasiekti apie 500 Wh/kg, o dabartinės elektrinės transporto priemonės paprastai naudoja 150–250 Wh/kg akumuliatorius.
- Daug didesnė energija kilogramui
- Mažesnis bendras akumuliatoriaus svoris
- Paprastesnės transporto priemonės konstrukcijos potencialas
- Didesnis atstumas nedidinant dydžio
Šis skirtumas paaiškina, kodėl ši technologija sulaukė dėmesio nepaisant praeities nesėkmių.
Problemos, kurios stabdė technologijos plėtrą
Daugelį metų ličio-oro akumuliatoriai turėjo trumpą tarnavimo laiką ir prastą srovės našumą. Cheminės reakcijos elementų viduje buvo lėtos, o baterijos greitai susidėvėjo.
Technologijos pritaikymas pramoniniam naudojimui buvo dar viena didelė kliūtis.
Štai kur daugelis anksčiau daug žadančių laboratorinių koncepcijų žlugo.
Kas pasikeitė naujajame dizaine
Japonijos tyrėjų komanda pertvarkė elektrodų struktūrą, kad pagerintų cheminės reakcijos eigą ir bendrą stabilumą.
Dėl to jie sukūrė sluoksniuotą ličio-oro baterijos prototipą, kurio talpa 1 Wh, naudodami 4 × 4 cm elektrodą.
Stabilumas ir pakartojamumas
Pasak projekte dalyvavusių medžiagų inžinierių, prototipas veikia stabiliai ir pakartojamai, o tai buvo pagrindinis trūkstamas elementas ankstesniuose projektuose.
Tai daro tolesnę plėtrą realų, o ne teorinį.
Patvarumas pagaliau pasiekia išmatuojamus lygius
„Toyo Tanso“ tyrėjai praneša, kad padidinus elektrodo kristališkumą, baterijos tarnavimo laikas buvo pailgintas. iki daugiau nei 150 įkrovimo-iškrovimo ciklų, išlaikant stabilius parametrus.
Nors tai vis dar yra mažiau nei įprasti ličio jonų akumuliatorių standartai, pažanga yra reikšminga.
- Daugiau nei 150 stabilių įkrovimo ciklų
- Pagerintas cheminis efektyvumas
Naujose akumuliatorių technologijose tai yra esminis etapas.
Didinimas realioms transporto priemonėms
Kitas proveržis – didesnių elektrodų gamyba. Komanda sėkmingai pagamino elektrodus, kurių matmenys ne mažesni kaip 10 × 10 cm.
Tyrėjai tai apibūdina kaip tvirtą pagrindą išplėsti iki pilno dydžio akumuliatorių elementų, tinkamų elektrinėms transporto priemonėms.
Tai sprendžia vieną didžiausių komercinio pritaikymo kliūčių.
Ką tai galėtų reikšti elektromobiliams
Jei ličio-oro akumuliatoriai pasieks gamybos brandą, elektromobiliai teoriškai galėtų nuvažiuoti iki 1000 km vienu įkrovimu.
Mažos masės ir itin didelio energijos tankio derinys yra būtent tai, ko laukė automobilių rinka.
Ekspertai mano, kad tai taip pat galėtų sumažinti transporto priemonių sudėtingumą ir ilgainiui sumažinti išlaidas.
Kodėl tai svarbu Europos ir Lietuvos vairuotojams
Šis tyrimas taikomas visame pasaulyje, tačiau jo pasekmės ypač aktualios Europai, kur tolimojo susisiekimo kelionės ir įkrovimo infrastruktūra išlieka pagrindiniais rūpesčiais.
Lietuvos vairuotojams ilgesnio nuotolio elektromobiliai galėtų paversti elektromobilių savininkus praktiška net ir be tankių greitojo įkrovimo tinklų.
Tačiau tyrėjai įspėja, kad reikia daugiau darbo, siekiant dar labiau pailginti akumuliatoriaus veikimo laiką ir patobulinti gamybos procesus.
Kokia jūsų nuomonė? Ar 1000 km elektrinis atstumas įtikintų jus pereiti prie elektromobilio, ar vis dar esate skeptiškai nusiteikę? Pasidalinkite savo mintimis komentaruose arba socialiniuose tinkluose.
