Cтоит ли надеяться на появление прорыва в области аккумуляторов? От прямого ответа представители соответствующих коллективов (например, на выставке Rewnex) обычно уходят. И понятно, почему.
Если что, то аккумуляторами учёные занимаются с 1858 года. То есть дольше, чем тепловыми двигателями. Я хочу сказать, что времени на исследования было достаточно.
К сожалению, имеются фундаментальные физические причины, по которым электробатареи не могут сравниться с углеводородами по показателям плотности энергии. Дело в том, что заряды, дающие ток, высвобождаются в результате изменения расстояний между атомами анода при перестроении его кристаллической решётки. За «упаковку» атомов отвечают хорошо изученные когезионные, формационные и гиббсовские силы. Самые плотные решётки обеспечивает применение лития, потому что электронов у него мало, а значит и радиус атома невелик. То есть потенциал повышения ёмкости исчерпан. А работы в области создания перспективных батарей направлены на поиск устойчивых к циклическим химическим реакциям и к увеличению активной поверхности электродов - для сокращения времени перезарядки. Несколько снизить массу, теоретически, может замена внутреннего электролита кислородом воздуха, но при этом суммарный вес системы подачи горячего воздуха, сжатого до давления в сотни атмосфер, нивелирует выигрыш. В общем, тут у нас очередной dead end, хотя жулики исправно продолжают навешивать инвесторам лапшу.
Читатели, внимательно следящие за научно-популярными публикациями, имеют право задать вопрос: «А как же нано- и прочие супер-пупер-технологии?» Отвечаем: никак! Инженерный анализ показывает, что бесперспективны все анонсируемые альтернативные решения по замене углеводородных топлив в авиации. Не помогут ни аккумуляторы с двумерным графеновым плёночным анодом, ни «алмазные батареи», ни супермаховики, а также гибридные установки, системы на основе топливных ячеек, сжатого или сжиженного газа, как и все способы использования водородного топлива. Подобные носители энергии не вписываются в жёсткие ограничения или уступают по параметрам удельной массы, сложности и цене соответствующих систем двигателям внутреннего сгорания на основе углеводородного топлива. Топлива, в котором, на минуточку, используется потенциал самого прочного в природе химического сцепления атомов углерода между собой. Соединения настолько прочного, что только оно способно образовать видимую невооружённым глазом гигантскую молекулу алмаза.
Не поймите превратно. Электропривод совсем не плох. У него есть масса достоинств, так что ниша электричкам обеспечена. Более того, за счёт простоты и низкой стоимости он сокращает время на НИОКР, пробивая дорогу более эффективным решениям.
habr.com
