Акумулятори електронних сигарет – що нам чекати від них у майбутньому
Спільнота любителів електронних сигарет
Перехід Європи на альтернативні джерела енергії та поява різноманітних енергозберігаючих технологій тісно пов'язані з кризою корисних копалин, за оцінками експертів, нафти на планеті залишилося ще на 40-50 років. Сонячні панелі та вітрогенератори поки що не можуть стати панацеєю, оскільки сильно залежать від літію, а його обсяги становлять лише 0,06% від загальної маси планети. Найбільшим виробником карбонату літію є Чилі, в інших країнах обсяги його виробництва мізерно малі, і ця сировина вже знаходиться в дефіциті. А якщо темпи виробництва електромобілів збільшаться, то запаси літію на планеті вичерпаються вже через п'ять-сім років.
Натрій іонний акумулятор
Національний центр наукових досліджень Франції займається пошуком матеріалу, який міг би замінити літій, і досягли хороших результатів. Дослідницьку групу очолює професор Жан-Марі Тараскон, йому вдалося замінити літій натрієм і навіть створити першийпрототип натрій іонного акумулятора формату 18650:
Про хімічний склад Жан-Марі Тараскон намагається мовчати, це комерційна таємниця, повною інформацією з досліджень володіє лише група компаній, що фінансують проект, але ось деякими технічними подробицями професор все ж таки поділився. Так стало відомо, що об'єм акумулятора складає всього 90 mAh. Можливо більшість читачів ВаріВольт вже подумки вказує Жану Трасону напрям, яким тому слід вирушить разом з його батарейкою, але не поспішайте з висновками. Це лише перший тестовий зразок, і немає жодного сумніву в тому, що обсяг заряду і розрядний струм цих акумуляторів з часом збільшиться в десятки разів. Давайте пригадаємо, якими були перші прототипи комп'ютерів.
Жан-Марі Тараскон зі своєю командою стоїть на початку великого шляху, і перспективи того куди він може привести справді грандіозні. Натрій у порівнянні з літієм дуже дешевий, його запаси перевищують запаси літію в 43 рази і становлять 2,6% маси землі. Налагодити виробництво натрію може практично будь-яка країна, адже його можна отримувати із морської води. Крім дешевої собівартості натрій іонні акумулятори мають гарну безпеку, солена вода не схильна до теплового розгону, ні при перезаряді, ні при замиканні. Прототип вже витримав 2000 циклів перезарядки з повною розрядкою в нуль, за цим показником натрій-іонний акумулятор обходить літій іонні батареї вчетверо.
Ця технологія, мабуть, найперспективніша в плані розвитку, адже солі на планеті достатньо.
Супер акумулятори Prieto Battery
Добре просунулась у вдосконаленні акумуляторів американська компанія Prieto Battery з Колорадо, вони працюють над розвитком технології такзваної мідної піни.
LiO2 Літій-повітряний акумулятор
Обсяг заряду LiO2 акумуляторів перевищує іонні літій в десять разів, цикл перезарядки становить 2000 разів, досягти подібних результатів вченим вдалося шляхом повної відмови від класичного катода, в LiO2 акумуляторах літій взаємодіє безпосередньо з киснем. Роль катода виконує повітряний матеріал із пористого графена шаром завтовшки один атом. Графен затиснутий між мембранами з інших матеріалів, що підсилюють хімічну реакцію і роблять акумулятор більш стабільною.
Розробкою літій-повітряних акумуляторів займається Національна лабораторія Аргонн, яку субсидує Міністерство енергетики США. Мета проекту полягає у створенні літій-повітряної батареї з питомою енергоємністю 13 кВт*год на кілограм. Такий акумулятор дозволить електромобілю дістатися з Пітера до Москви без заряджання.
Поки що дана технологія дуже далека від досконалості, за оцінками експертів, ні про яке масове виробництво мови йти не може, принаймні, у найближчі 10-15 років.
Гібридний акумуятор із олов'яних нанокристалів
Роль катода виконують нанокристали піриту якими просочена пориста вуглеводнева структура, матеріалом анода служить магній, використовується натрій в якості електроліту. За словами Максима з його нанокристалічним акумулятором, ваш айфон можна буде заряджати один раз на рік. Але трапиться це не скоро, поки потрібно вирішити низку наукових завдань, таких як поліпшення форми нанокристалів, винахід наногеля, який буде більш ефективно утримувати електроди у вуглеводневій матриці, поліпшення формули електроліту і так далі.
Торієві та Тритієві акумулятори
Ми попросили Дмитра, затятого вейпера і за сумісництвом співробітника Ярославського Фізико-технологічного інституту РАН, де йдуть розробки вітчизняних літієвих акумуляторів шостого покоління, відповісти на запитання — якими ж стануть акумулятори в найближчому майбутньому, і як довго нам його чекатиме? 14>
Варівольт: Нам так само цікаво чим займається ваш інститут і що ви думаєте про розробки ваших зарубіжних колег.
Дмитро: Чекати нічого не варто, можна розраховувати на появу нових зразків гібридних IMR з трохи кращими характеристиками, можливо Lipo стануть безпечнішими, зараз цьому аспекту приділяється пильна увага. На всі ці сенсаційні новини про те, що комусь вдалося зробити супер акумулятори, я дивлюся з великою часткою скепсису, і не можу розділити вашого оптимізму.
Варівольт: Можете розповісти докладніше як ви дійшли таких висновків?
Дмитро: Гаразд, умовили,відкрию вам завісу усієї цієї наукової кухні! В акумуляторній хімії жодних наукових проривів давно ніхто не робить, йде звичайний деребан фінансів, папірці зі звітами про досягнуті результати змінюються на грошові знаки. Ось ви пишіть про революційний Натрій іонний акумулятор, це ж нісенітниця, Тараскон зробив батарею з солоною водою, об'ємом в 90 mAh, та ви й самі такий акумулятор можете виготовити у себе на кухні. Я ще три роки тому на китайському сайті бачив дитячі іграшки з акумуляторами на солоній воді.
Я вам поясню звідки беруться такі сенсації, всі хочуть слави, грошей, зізнання, доки ти лаборант, то про гроші можеш забути. Ось і винаходять велосипеди, береш будь-який матеріал, можна навіть землі насипати, але краще нещодавно відкритий, інтегруєш його в батарею, переконливо пишеш науковий аналітичний трактат, отримуєш патент, і вуаля, ти благодійник людства.
Всі ці нанокристали, мідні піни — ну херня. І я можу посперечатися, що через місяць-два знайдеться черговий геній, який впихне якийсь нещодавно відкритий «куконій» в акумулятор, і напише наукове обґрунтування як на його «Нано-Куконієвому» акумуляторі ваш горбатий запорожець зможе злітати на марс і назад без підзарядки. Корейці насмішили, ну гумористи хлопці, відчули тему і зробили батарею з сигаретних недопалків, за результатами тестів видає також прототипи Літій-повітряних акумуляторів.
Варівольт: Ви так переконливо розкритикували своїх закордонних колег, а що відбувається у вашому інституті, ми знаємо що ви так само займаєтеся удосконаленням літієвих акумуляторів, скажіть, що означає шосте покоління українських акумуяторів, ми здебільшого користуємося Samsung, LG та Efest.
Дмитрий: Краще не питайте, я не хочу нести пургу зшкільної програми та цитат звітів, вашим читачам це не буде цікаво. Шосте покоління наших українських акумуляторів означає що ми вже попереду всієї планети, ось тільки обточимо графенові стрижні нанотрубок нано-напилками, зберемо з них супер акумулятор, вставимо в лад калину і поїдемо в америку без підзарядки, показувати там усім Кузину маму : Читайте новини там все правда!