Loading

Сахарная аккумуляторная батарея

Создано 03.10.2012 12:32
Автор: Алексей Норкин

Сахарная аккумуляторная батарея

У современных аккумуляторных батарей две основные проблемы, стоимость и емкость. Людям нужны емкие аккумуляторы, чтобы не приходилось заряжать электромобили каждые 100-200 километров пробега. Но и этого мало. Мы не готовы платить за большую емкость столько, во что она обходится на современном этапе развития технологий.

Современные литий-ионные батареи, безусловно, огромный шаг вперед в сравнении с привычными свинцовыми. Но, как показывает практика, широким шаг этот при всем его значении назвать трудно. Для литиевых батарей нужен литий. Металл, распространенный на Земле, но не настолько, чтобы быстро и дешево обеспечить все потребности.

Судите сами. Каждые 10 кВт/час емкости литий-ионных батарей требуют одного килограмма лития. Если пересчитать все земные запасы этого щелочного металла в аккумуляторные батареи, то окажется, что их хватит для обеспечения выпуска примерно 10600 миллионов электромобилей вроде Nissan Leaf.

Если ограничиться одними электромобилями, то лития должно хватить всем. Но литий нужен не только для батарей. Кроме того, есть и другие нюансы. Например, литий в чистом виде в природе не встретить, ввиду его химической активности. Добыча сырья и производство лития – сложный и дорогой процесс, в который примешана еще и политическая составляющая.

По аналогичной причине, высокой химической активности, литий-ионные батареи имеют неприятную особенность время от времени взрываться. И если взрыв аккумулятора электронной сигареты грозит курильщику выбитыми зубами, то представьте последствия взрыва аккумуляторной батареи мощного электромобиля в оживленном месте.

В общем и целом, как ни крути, но считать литий-ионные аккумуляторы панацеей для зеленого и безопасного хранения электроэнергии совершенно нет никаких оснований. Ученые это давно поняли, и ищут другие, более безопасные и дешевые способы.

Исследователи из Токийского научного университета (Tokyo University of Science) обратили внимание на сахар. По их мнению, именно сахар может стать недостающим звеном, которое позволит разработать аккумуляторную батарею, способную хранить больше энергии, чем литий-ионная, но при этом окажется дешевле и надежнее.

Одним из возможных «преемников» литиевых технологий сегодня считается натрий-ионный аккумулятор. Среди его преимуществ – дешевизна производства и долговечность. Но сегодня натрий-ионные батареи пока уступают литиевым по эффективности и емкости.

Доцент Шиничи Комаба (Shinichi Komaba) вместе с командой работает над увеличением производительности перспективных технологий. Недавно они выяснили, что основная составляющая всех сахаров сахароза может стать поставщиком дешевых и производительных компонентов для натрий-ионных батарей.

Речь идет о так называемом твердом углероде, используемом в качестве анода натриевых батарей. С помощью процесса пиролиза (или термического разложения) ученым удалось получить твердый углерод из сахарозы. Для этого ее нагревали без доступа кислорода до 1500 градусов Цельсия.

Выяснилось, что использование в аноде твердого углерода из сахарозы приводит к увеличению емкости натрий-ионной батареи примерно на 20%.

Пока еще рано утверждать, что найдена новая технология, способная вытеснить литий-ионные батареи из обихода. Но Комаба уверен, что его группа может разработать коммерческий вариант конкурентоспособной натрий-ионной батареи в течение пяти лет.

По материалам DigInfo TV

 

Комментарии: