|
Компания «National Harbor», штат Мэриленд, расположенная в библиотеке Пало-Альто, получила правительственный грант на развитие технологий. Она направила эти деньги на разработку самого энергоемкого аккумулятора в мире. Новый литий-ионный аккумулятор от «Envia System» удерживает примерно в два раза больше энергии в одном грамме, чем современные аккумуляторы. Компания официально объявит о своем изобретении на третьем ежегодном саммите агентства передовых исследований в области энергетики (ARPA-E).
«Мы добились результата в 400 ватт-часов на килограмм», - объясняет специалист по материалам С. Кумар, соучредитель и главный технолог компании «Envia». «Мы изобрели клетки энергоемкостью в 40 ампер, так что они могут быть использованы автопроизводителями». Открытие было подтверждено независимым тестированием энергоемкости аккумулятора в исследовательской лаборатории ВМС США, штат Индиана.
С 4 миллионным грантом от «ARPA-E», технология «Envia» опирается на результаты, полученные в Аргоннской национальной лаборатории. Ученые выяснили, что при использовании марганца и сплава материалов, необходимых для производства катода (электрода к которому притягиваются ионы), может быть достигнута лучшая энергоемкость. Затем команда переключила свое внимание на анод (электрод, от которого ионы лития, передвигаясь, создают электрический ток). Производительность его была увеличена за счет использования соединения графита и кремния.
При соединении кремния с углеродом, по заверениям ученых, проблема кремниевых анодов, которые нельзя было разряжать и заряжать снова и снова, была решена. Проще говоря, кремний разрушается. «Из-за большого волюмометрического изменения, его вряд ли можно использовать больше 10 раз», - признается Кумар. Но покрыв анод оболочкой из углерода, а также переплетающихся углеродных волокон, команда «Envia» преодолела эту проблему, и ее аккумулятор может использоваться до 400 раз. «Даже если кремний разрушится, проводимость все равно сохранится за счет углеродных волокон, - добавляет Кумар. - Хотя, это и влияет на напряжение».
Тогда мы сталкиваемся с такой проблемой, как «термический выход из-под контроля», инженерный эвфемизм, называющий воспламенение аккумулятора, которое является постоянной проблемой для всех энергоемких накопителей, построенных на основе литий-ионной технологии. Это особенно важно для автомобилей, так как аккумуляторы, должны пройти тест, в ходе которого 8-миллиметровый гвоздь пронзает их на скорости. «Envia» утверждает, что ее аккумуляторы выдерживают это испытание. «Главным образом благодаря тому, что используемые нами клетки намного тоньше», - говорит Кумар. - И очень легко избавиться от ненужного тепла». Хотя, конечно, каждый автопроизводитель сам делает свой выбор и ему решать будет ли он использовать воздух или жидкость для охлаждения аккумуляторов.
Миниатюрные, энергоемкие аккумуляторы, разработанные в главном офисе «Envia» в Китае могут уменьшить количество необходимых аккумуляторов для электромобилей вдвое. Эти аккумуляторы также экономят до 125 долларов за киловатт-час, что составляет меньше половины той суммы, которую нужно потратить на его приобретение. Но, помимо участия в последующих независимых тестированиях, аккумулятор «Envia» ещё должен пройти многолетние тестирования у автопроизводителей. «General Motors» является инвестором исследований, но компания «Envia» отказывается называть всех заинтересованных в этом проекте. «Мы работаем с автопроизводителями со всего мира», - говорит Атул Кападида, председатель и исполнительный директор «Envia». Идея состоит в том, чтобы либо в тандеме создавать совместное предприятие по производству аккумуляторов, либо запатентовать эту технологию для уже существующих партнеров.
Нет ничего на данный момент, что бы могло сдержать внедрение этой технологии. Такой тип аккумуляторов может увеличить выпуск электромобилей, таких как «Chevy Volt» от «GM». Чем больше ватт-часов на килограмм, тем дольше электромобиль может передвигаться. Это означает, что «LEAF Nissan» на аккумуляторе от «Envia» может преодолеть расстояние в 300 миль от Сент-Луиса до Чикаго на одном заряде, стоимостью 10 долларов. В отличие от сегодняшних аккумуляторов, на которых можно проехать всего 80 миль. «Мы предполагаем, что новое поколение литий-ионных аккумуляторов от «Envia» произведет революцию в данной отрасли, устранив три оставшихся барьера на пути массового внедрения электромобилей: стоимость, ассортимент и безопасность», - сказал Кумар. «Способность передвигаться на расстояние до 300 миль на одном заряде рассеит оставшееся недоверие».
Нанопокрытие для авто
|
