Японські дослідники вирішили одну із ключових проблем електромобілів, яка змушує багатьох водіїв сумніватися у переході на електрокари. Вони розробили метод, що дозволяє значно збільшити ємність заряджання. Результати свідчать про зростання запасу ходу. Це вказує на створення довговічніших акумуляторів для автомобілів. А можливо і для смартфонів.
[IMG:0]
Усвідомлення проблеми зміни клімату досягло історичного максимуму. Ринок електромобілів процвітає завдяки цьому. Водії активно запроваджують цю технологію. Однак вони, як і раніше, стикаються з серйозними бар’єрами. Вартість. Доступність зарядних станцій. Тривога про запас ходу.
Заряджання займає близько 40 хвилин. Заправка бензином займає хвилини. Цей розрив впадає у вічі.
Ця проблема гостро стоїть у Японії. Це одна з небагатьох країн, де продажі 100% електричних автомобілів важко набирають обертів. Там полюбляють гібриди. Цілком електричні автомобілі? Не так сильно.
Потім є склад акумулятора. Видобуток літію викликає серйозні екологічні та соціальні проблеми.
Як працює новий метод зарядки
Основна проблема проста. Традиційні літій-іонні акумулятори заряджаються повільно. Занадто швидка подача струму викликає їхню деградацію. Накопичується тепло. Зростають ризики безпеки.
Японська команда знайшла спосіб обійти це. Вони змінили внутрішню структуру акумулятора. Це дозволяє приймати більшу потужність без звичайного пошкодження.
Уявіть собі ширшу трубу для води. Більше потік. Менше опір.
Це не просто теорія. Лабораторні результати показують вимірні покращення швидкості заряджання. І запас ходу. Акумулятори служать довше під навантаженням.
Чому Японія просуває цю технологію
Японія має унікальну історію автомобілебудування. Домінують гібридні автомобілі. Цілком електричні автомобілі відстають. Інфраструктура для швидкого заряджання поширена не так широко, як у Європі чи Китаї.
Споживачі обережні. Вони бажають надійності. Вони бажають швидкості.
Нова технологія акумуляторів вирішує головний страх: очікування. Якщо електромобіль заряджається так само швидко, як бензиновий автомобіль, використання зрушить з мертвої точки. Швидко.
Це також вирішує проблему стійкості. Найкраща ефективність означає менше відходів. Тривалий термін служби акумулятора знижує потребу частої заміни.
Що це означає для світового продажу електромобілів
Наслідки мають глобальний характер. Якщо ця технологія буде масштабована, це змінить правила гри.
- Швидший час зарядки знижує тривогу про запас ходу.
- Покращений термін служби акумулятора знижує довгострокові витрати.
- Екологічні матеріали пом’якшують екологічні побоювання.
Інші країни уважно стежитимуть за Японією. Успіх тут може прискорити використання електромобілів у всьому світі.
Вузьким місцем є не лише акумулятор. Це вся екосистема. Але найкращі акумулятори – це величезний крок.
За межами автомобілів: смартфони та інші пристрої
Це не обмежується автомобілями. Смартфони також споживають багато енергії від акумуляторів. Користувачі хочуть заряду на весь день. Швидка зарядка потрібна.
Застосовуються самі принципи. Більше ємності. Безпечніше керування теплом. Довговічніший термін служби.
Уявіть телефон, який заряджається за 10 хвилин. Працює два дні. Ось який потенціал тут є.
Але пріоритет відданий автомобілям. Масштаб інший. Дія більша.
Дорога попереду
Дзвінки залишаються. Масштабування виробництва. Зниження витрат. Відновлення інфраструктури.
Але технологія є реальною. Вона працює. Вона дає надію.
Епоха повільного заряджання електромобілів, можливо, закінчується. Швидше. Розумніше. Чистіший.
Подивимося.
Рішення на основі аноду з вуглецю, посиленого азотом
Головна проблема впровадження електромобілів сьогодні полягає не лише у «тривозі за запас ходу». Це час, який доводиться проводити, підключивши автомобіль до зарядного пристрою. Дослідники з Японського інституту передових наук та технологій (JAIST) вирішили це завдання, розробивши новий анод на основі вуглецю, спеціально призначений для надшвидкої зарядки літій-іонних акумуляторів. Вони не прагнули поступових поліпшень. Їхньою метою було скоротити час перезарядки максимум до п’ятнадцяти хвилин.
Хімія процесу проста, але ефективна. Команда синтезувала полімер на основі біологічної сировини, а потім випалила його. Метою було збільшення вмісту азоту у вуглецевій структурі. Цей азотовмісний анод замінює стандартний графіт, який використовується практично у всіх акумуляторах електромобілів, що знаходяться в експлуатації сьогодні.
Чому цей матеріал перевершує графіт
Постає питання: чому важливий азот? Він змінює спосіб руху іонів. Випробування показали негайні результати. Акумулятори, які використовують цей полімер, одержаний з біологічної сировини, зберегли близько 90% своєї початкової ємності. Це після 3000 циклів заряду-розряду. Тестування проводилося за високих швидкостях. Стандартні графітові аноди зазвичай деградують значно швидше під подібним навантаженням. Розрив у довговічності суттєвий.
Йдеться не лише про підтримку працездатності автомобіля. Йдеться про зміну споживчої поведінки. Професор Норійоші Матсумі, який очолював дослідження, опубліковане в журналі Chemical Communications, бачить ширшу картину. Він стверджує, що радикальне скорочення часу зарядки спонукає більше людей вибирати електромобілі замість автомобілів із двигунами внутрішнього згоряння. Підсумком стане? Чистіше повітря у великих містах по всьому світу.
Більш широкі програми та конкуруючі технології
Команда JAIST зазначає, що модифікація структури полімеру може забезпечити ще більші показники продуктивності. Цей матеріал не обмежується лише важкими електромобілями. Він має потенціал і для дрібнішої електроніки. Ваш смартфон також може отримати вигоду з тієї ж хімії.
Інші групи також прагнуть тієї ж фінішної межі. Зверніть увагу на співпрацю між Ford та Університетом Пердью. У листопаді вони представили новий кабель для заряджання електромобілів. Технологія все ще очікує на схвалення патенту. Але обіцянка зрозуміла: швидкості перезарядки, які можна порівняти із заправкою бензином. Вони досягли цього завдяки революційному процесу охолодження, інтегрованому безпосередньо в сам кабель.
Перегони більше не зводяться тільки до запасу ходу. Вона зводиться до часу. Якщо азот-легований вуглець від JAIST та охолоджені кабелі від Пердью вийдуть на ринок, п’ятнадцятихвилинна зарядка стане реальністю. Інфраструктура може відставати, але хімія наздоганяє.
