Перегони за кращими акумуляторами для електромобілів називають наступною золотою лихоманкою. Найближчим часом з’явиться багато нових технологій, які можуть спростити володіння та експлуатацію автомобіля з нульовим рівнем викидів. Проблеми «турботи з приводу дальності» та «тривалого часу зарядки» скоро відійдуть у минуле, оскільки акумуляторні блоки скоро зможуть забезпечувати дальність дії понад 650 км між станціями, для заряджання яких потрібно лише кілька секунд.
Ми на порозі акумуляторної революції. Виробники електромобілів знають, що для того, щоб мати електромобіль у кожному гаражі, споживачам потрібний більший запас ходу та швидша зарядка. Вони добре обізнані з обмеженнями нинішніх літій-іонних акумуляторів, якими живляться сучасні електромобілі. У той час як комп’ютерні чіпи та операційні системи продовжують розвиватися в галузі енергозбереження, акумулятори були найслабшою ланкою… досі.
Майбутні акумулятори та технології для електромобілів
Давайте поглянемо на новаторські дослідження, які ведуться в даний час, і які можуть призвести до захоплюючого нового світу акумуляторних технологій для електромобілів завтрашнього дня.
Структурні компоненти батареї
Дослідження в Технологічному університеті Чалмерса були зосереджені на використанні нової акумуляторної технології як структурний компонент майбутніх електромобілів. Це може призвести до дуже легких автомобілів, де частини кузова є батареями. Використовуючи вуглецеве волокно як негативний електрод, а позитивний являє собою фосфат літію-заліза, ці батареї будуть надзвичайно жорсткими для структурних компонентів.
Електроди з вуглецевих нанотрубок
NAWA Technologies розробила та запатентувала надшвидкий вугільний електрод, який може повністю змінити сучасні батареї, якими ми їх знаємо. У технології використовується вертикально орієнтована вуглецева нанотрубка, яка може збільшити потужність батареї вдесятеро порівняно з акумуляторними блоками. Це також може збільшити накопичення енергії втричі та збільшити термін служби батареї вп’ятеро. NAWA каже, що час зарядки становитиме лише п’ять хвилин, щоб досягти 80-відсоткового заряду. Технологія NAWA може бути використана у виробництві електромобілів вже у 2023 році.
Безкобальтові батареї
Техаський університет працює над літій-іонним акумулятором, в якому як катод не використовується кобальт. Натомість він використовує до 89% нікелю, а також алюміній та марганець. Причина в тому, що кобальт рідкісний і дорогий. Їхні батареї також забезпечують більш рівномірний розподіл іонів.
Китайська компанія SVOLT виготовляє акумулятори без кобальту для ринку електромобілів. Вони заявляють про більш високу густину енергії, що забезпечує дальність дії до 800 км без підзарядки.
Кремнієві анодні батареї
У пошуках засобу від нестабільного кремнію в літій-іонних батареях дослідники з Університету Східної Фінляндії розробили метод виробництва гібридного анода, в якому використовуються мікрочастинки мезопористого кремнію та вуглецеві нанотрубки. Вони сподіваються замінити графіт як анод кремнієм, ємність якого вдесятеро більша. Є надія, що це покращить продуктивність батареї. І найголовніше, силікон екологічно чистий, оскільки він зроблений із золи ячмінного лушпиння.
Батареї з морською водою
IBM Research відкрила новий хімічний склад акумуляторів, який не містить важких металів і може перевершити літій-іонні акумулятори. Матеріали видобувають із морської води. IBM заявляє, що її батареї будуть дешевшими у виробництві, зможуть заряджатися швидше і володітимуть вищою щільністю енергії та потужністю. В даний час компанія працює з Mercedes Benz над розробкою технології.
Пісочні батареї
Дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді працюють над акумуляторною технологією, в якій використовується пісок для створення чистого кремнію, щоб досягти втричі більшої продуктивності, ніж сучасні літій-іонні батареї на основі графіту. Цей новий чистий кремній також підвищує термін служби батарей.
Стартап-акумуляторна компанія Silnano виводить цю технологію на ринок завдяки фінансуванню Daimler та BMW і обіцяє найближчим часом підвищити продуктивність акумуляторів на 40 відсотків.
Акумулятори з живленням від Wi-Fi
Уявіть, що ваш автомобіль живиться через Wi-Fi під час водіння. Вам ніколи не доведеться заряджати акумулятор, підключивши його до зарядної станції. Хоча до цієї технології ще далеко, дослідники розробили антену для збору радіохвиль завтовшки всього кілька атомів, яку можна використовуватиме перезарядки майбутніх електромобілів з допомогою електромагнітних хвиль.
Концепція включає включення ректени з дисульфіду молібдену, щоб потужність змінного струму можна було завантажувати з Wi-Fi і перетворювати на потужність постійного струму для підзарядки акумулятора або прямого живлення електромобіля. Сподіватимемося, що в той же час це не підсмажить вам мозок.
1700 км на одній зарядці!
Експериментальний автомобіль нещодавно проїхав 1700 км. на одному заряді батареї. Це стало можливим завдяки технології алюмінієво-повітряних акумуляторів, яка використовує кисень із повітря для заповнення акумуляторного катода. Це робить його набагато легшим, ніж заповнені рідиною літій-іонні акумулятори, що дає електромобілю ще більший запас ходу.
Нова золота лихоманка
За даними дослідницької компанії Auto Pacific, продажі електромобілів виростуть у чотири рази в найближчі п’ять років, збільшившись з двох відсотків продажів автомобілів сьогодні до приблизно семи відсотків у 2026 році. Попит на більш якісні та дешеві акумулятори для електромобілів створює нова золота лихоманка, коли дослідницькі групи університетів, компанії-початківці та автовиробники заглиблюються в захоплюючі нові технології та поспішають задовольнити попит.
Мета полягає в тому, щоб розробити покращені акумулятори для електромобілів, які заряджаються швидше і служать довше при переході на менш дорогі та екологічно чистіші матеріали.
