Келе жаткан шаршемби күнү, 24-ноябрда, "Келечекке айдоо" темасынын акыркы тегерек столунда канадалык аккумулятордун өндүрүшүнүн келечеги кандай болору талкууланат. Сиз оптимистсизби - чындап эле 2035-жылга чейин бардык унаалар электр менен иштейт деп ишенесизби же биз бул амбициялуу максатка жете албайбыз деп ойлойсузбу, аккумулятор менен иштеген унаалар биздин келечегибиздин маанилүү бөлүгү. Канада бул электр революциясынын бир бөлүгү болууну кааласа, биз келечекте унаа электр системаларынын алдыңкы өндүрүүчүсү болуунун жолун табышыбыз керек. Келечек кандай болорун көрүү үчүн, Канадада биз үчүн эң акыркы батарейканы өндүрүү боюнча өткөн тегерек столду ушул шаршемби күнү Чыгыш убактысы боюнча саат 11:00дө көрүңүз.
Катуу абалдагы батарейкалар жөнүндө унутуңуз. Ошол эле кремний аноддор жөнүндө бардык ызы-чуу. Ал тургай үйдө кубаттоого мүмкүн болбогон мактанган алюминий-аба батареясы да электр унаалар дүйнөсүн солкулдата албайт.
Структуралык батарея деген эмне? Ооба, бул жакшы суроо. Бактыга жараша, инженердик адистигим жок деп көрүнгүсү келбеген мен үчүн жооп жөнөкөй. Учурдагы электромобилдер унаага орнотулган аккумуляторлордон иштейт. О, биз алардын сапатын жашыруунун жаңы жолун таптык, бул литий-иондук батарейкалардын бардыгын шассидин полуна куруу, азыр EV дизайны менен синоним болгон “скейтборд” платформасын түзүү. Бирок алар дагы эле машинадан өзүнчө. Кааласаңыз, кошумча.
Структуралык батарейкалар бул парадигманы бузуп, бүт шассиди батарейка клеткаларынан жасашат. Кыял сыяктуу көрүнгөн келечекте батарейка эмес, жүк көтөрүүчү пол гана эмес, дененин кээ бир бөлүктөрү - А түркүктөрү, чатырлар жана ал тургай, илимий мекеме көрсөткөндөй, мүмкүн болот. аба чыпкасы басымдуу бөлмө - батарейкалар менен гана жабдылган эмес, бирок чындыгында батареялардан турат. Улуу Маршалл МакЛухандын сөзү менен айтканда, машина – бул аккумулятор.
Ооба, заманбап литий-иондук батарейкалар жогорку технологиялуу көрүнгөнү менен, алар оор. Литий ионунун энергия тыгыздыгы бензиндикине караганда алда канча аз, ошондуктан казылып алынган отун унаалары менен бирдей диапазонго жетүү үчүн, заманбап EV унааларындагы батареялар абдан чоң. Абдан чоң.
Баарынан маанилүүсү, алар оор. Мисалы, "кең жүктө" оор. Учурда батареянын энергия тыгыздыгын эсептөө үчүн колдонулган негизги формула литий-иондун ар бир килограммы болжол менен 250 ватт-саат электр энергиясын өндүрө алат. Же аббревиатура дүйнөдө инженерлер 250 Вт/кг артык көрүшөт.
Бир аз эсептеп көрүңүз, 100 кВт/саат аккумулятор Model S аккумуляторуна кошулган Teslaга окшош, демек, кайда барбаңыз, 400 кг батарейканы сүйрөп кетесиз. Бул эң мыкты жана эң эффективдүү колдонмо. Биз карапайым адамдар үчүн 100 кВт/саат аккумулятордун салмагы 1000 фунтка жакын деп эсептөө туурараак болушу мүмкүн. жарым тонна сыяктуу.
Эми жаңы Hummer SUT сыяктуу нерсени элестетип көрүңүз, анын борттук кубаттуулугу 213 кВт саатка чейин жетет. Генерал натыйжалуулуктун кээ бир ачылыштарын тапкан күндө да, жогорку Hummer дагы эле бир тоннага жакын батарейканы сүйрөйт. Ооба, ал алысыраак айдайт, бирок бардык ушул кошумча артыкчылыктардан улам, диапазонун көбөйүшү батареянын эки эсе көбөйүшүнө шайкеш келбейт. Албетте, анын жүк ташуучу унаасы күчтүүрөөк, башкача айтканда, азыраак эффективдүү кыймылдаткычка ээ болушу керек. Жеңилирээк, кыска диапазондогу альтернативалардын иштеши. Ар бир автомобиль инженери (тез же күйүүчү май үнөмдөө үчүн болобу) сизге айткандай, салмак - душман.
Бул жерде структуралык аккумулятор пайда болот. Аккумуляторлордон унааларды куруу менен, аларды учурдагы структураларга кошуунун ордуна, кошумча салмактын көбү жок болот. Белгилүү бир даражада, башкача айтканда, бардык структуралык нерселер батарейкага айландырылганда, унаанын крейсердик диапазонун көбөйтүү дээрлик арыктоого алып келбейт.
Сиз күткөндөй – мен билем, сиз ал жерде «Кандай сонун идея!» деп ойлонуп отурасыз - бул акылдуу чечимге тоскоолдуктар бар. Биринчиси, ар кандай негизги аккумуляторлор үчүн анод жана катод катары гана эмес, ошондой эле жетиштүү күчтүү жана өтө жеңил болгон материалдардан батарейкаларды жасоо жөндөмүн өздөштүрүү! -Эки тонналык унааны жана анын жүргүнчүлөрүн көтөрө ала турган түзүлүш жана ал коопсуз болот деген үмүт бар.
Чалмерс технологиялык университети тарабынан жасалган жана Швециянын эң атактуу эки инженердик университети болгон KTH Королдук Технология институту тарабынан инвестицияланган эң күчтүү структуралык батареянын эки негизги компоненти көмүртек буласы жана алюминий экендиги таң калыштуу эмес. Негизинен, көмүртек була терс электрод катары колдонулат; оң электрод литий темир фосфат менен капталган алюминий фольга колдонот. Көмүртек буласы да электрондорду өткөргөндүктөн, оор күмүш менен жездин кереги жок. Катод менен анод электролитти камтыган айнек буласынын матрицасы менен өзүнчө сакталат, ошондуктан ал электроддор арасында литий иондорун гана эмес, ошондой эле экөөнүн ортосундагы структуралык жүктү бөлүштүрөт. Ар бир мындай аккумулятордук батареянын номиналдык чыңалуусу 2,8 вольт болуп саналат жана бардык учурдагы электр унаасынын батарейкалары сыяктуу эле, ал күнүмдүк электр унаалары үчүн жалпы болгон 400V же 800V өндүрүү үчүн бириктирилиши мүмкүн.
Бул ачык секирик болгону менен, бул жогорку технологиялуу клеткалар да прайм-таймга таптакыр даяр эмес. Алардын энергия тыгыздыгы бир килограммга 25 ватт-саатты гана түзөт, ал эми структуралык катуулугу 25 гигапаскаль (GPa), бул кадрдын айнек буласына караганда бир аз гана күчтүү. Бирок, Швециянын Улуттук Космос агенттигинин каржылоосу менен, акыркы версиясы азыр алюминий фольга электроддорунун ордуна көбүрөөк көмүртек буласын колдонот, ал изилдөөчүлөр катуу жана энергиянын тыгыздыгы бар деп ырасташат. Чынында, бул акыркы көмүртек/көмүртек батарейкалары бир килограммга 75 ватт-саатка чейин электр энергиясын жана 75 ГПа Янг модулун чыгарат деп күтүлүүдө. Бул энергия тыгыздыгы дагы деле салттуу литий-иондук батарейкалардан артта калышы мүмкүн, бирок анын структуралык катуулугу алюминийге караганда жакшыраак. Башка сөз менен айтканда, бул батареялардан жасалган электр унаа шасси диагоналдык батареясы алюминийден жасалган батарея сыяктуу структуралык жактан күчтүү болушу мүмкүн, бирок салмагы абдан азаят.
Бул жогорку технологиялуу батарейкалардын биринчи жолу дээрлик керектөөчү электроника болуп саналат. Чалмерстин профессору Лейф Асп: «Бир нече жылдан кийин смартфонду, ноутбукту же электрдик велосипедди жасоо толук мүмкүн, ал бүгүнкү күндүн салмагынын жарымына гана жетет жана компакттуураак болот». Бирок, долбоордун жооптуу адамы белгилегендей, «Биз бул жерде чындыгында элестетүүбүз менен гана чектелебиз».
Батарея заманбап электр унааларынын негизи гана эмес, анын эң алсыз звеносу. Атүгүл эң оптимисттик божомол азыркы энергиянын жыштыгын эки эсе гана көрө алат. Эгерде биз баарыбыз убада кылган укмуштуудай диапазону алгыбыз келсе, анда кимдир бирөө жума сайын бир зарядка 1000 километрди убада кылгандай көрүнөт? — Машиналарга аккумуляторлорду кошуудан да жакшыраак иштешибиз керек: аккумуляторлордон машина жасоого туура келет.
Эксперттердин айтымында, айрым бузулган каттамдарды, анын ичинде Кокихалла трассасын убактылуу оңдоо бир нече айга созулат.
Postmedia жигердүү, бирок жеке талкуу форумун жүргүзүүгө умтулат жана бардык окурмандарды биздин макалалар боюнча өз көз караштары менен бөлүшүүгө үндөйт. Комментарийлердин веб-сайтта пайда болушу бир саатка чейин созулушу мүмкүн. Комментарийлериңизди актуалдуу жана урматтоо менен сактооңузду суранабыз. Биз электрондук почта эскертмелерин иштеттик - эгер сиз комментарийге жооп алсаңыз, сиз жазылган жорум жаңыртылган болсо, же колдонуучунун комментарийине жазылсаңыз, сиз азыр электрондук кат аласыз. Көбүрөөк маалымат жана электрондук почта жөндөөлөрүн кантип тууралоо керектиги тууралуу маалымат алуу үчүн биздин Коомдоштук эрежелерибизге баш багыңыз.