Электроавиация

Реклама
Buran сказал(а):
Ну как же, уже близок к серии проект LiliumJet, дальность 250-300, 7 мест, что для Европы это очень даже неплохо. На подходе твердотельные аккумуляторы, в которых плотность энергии заметно вырастет.
Нажмите, чтобы раскрыть...

Что вы подразумеваете под термином твердотельные аккумуляторы?
 
Бармалей сказал(а):
Что вы подразумеваете под термином твердотельные аккумуляторы?
Нажмите, чтобы раскрыть...
15-12-2021-1.jpg
 
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.
 
Buran сказал(а):
Да при чем здесь образование. Если есть что пояснить то поясните. На самом деле очень интересно.
Нажмите, чтобы раскрыть...
Чтобы пояснить необходимо понимать ваш уровень знаний в химических источниках тока. Твердотельных электролитов для ХИТов с литием на рынке уже достаточно много, втч разработанных в России (как ни странно). ХИТы на основе иона лития сегодня приблизились к своим теоретическими электрохимическим пределам. Хайповые новости о электро мобилях, самолётах которые стали проезжать или пролетать больше это не про прогресс в ячейке. Это больше спасибо BMS, компоновщикам и тд.
Есть научно-популярные статьи, например
habr.com

Это просто бомба-2. Li-Ion — как не взлететь

За последний десяток лет литий-ионные аккумуляторы из дорогостоящей экзотики перешли в разряд самых распространенных источников автономного питания. Неудивительно, что они стали популярными и в руках...
habr.com habr.com

Они позволяют поверхностно понять принцип работы химического источника на основе иона лития.
Если с английским нет проблем, то сделайте подборку на researchgate или wiley по авторитетным изданиям типа Angewandte Chemie
 
Чтобы пояснить необходимо понимать ваш уровень знаний в химических источниках тока. Твердотельных электролитов для ХИТов с литием на рынке уже достаточно много, втч разработанных в России (как ни странно). ХИТы на основе иона лития сегодня приблизились к своим теоретическими электрохимическим пределам. Хайповые новости о электро мобилях, самолётах которые стали проезжать или пролетать больше это не про прогресс в ячейке. Это больше спасибо BMS, компоновщикам и тд.
Нажмите, чтобы раскрыть...
Твердый электролит в настоящее время не используется при производстве батарей для электромобилей, а он вроде как способен кратно снизить их массу, для авиации это тем более критично. Прогнозируется, что технологию допилят и освоят в промышленных масштабах к 25-30 гг. Китайцы грозились представить такую батарею на 150 кВт/ч для автомобиля NIO в этом году, но оказалось, что она какая-то полутвердотельная) Что касается ухищрений, то инженерам и над ДВС приходится колдовать чтоб он был поэкономичней да помощнее, не вижу в этом ничего плохого. Ну и статьи статьями, а технологии корпораций вряд ли появятся в открытом доступе, т.к. их секретики охраняются пуще государственных. Благодарю за ссылки.
 
Buran сказал(а):
Ну и статьи статьями, а технологии корпораций вряд ли появятся в открытом доступе, т.к. их секретики охраняются пуще государственных.
Нажмите, чтобы раскрыть...
Дело в том, что в многочисленных публикациях по всем этим до охренения перспективным стартапам проблема удельной энергоёмкости вообще не упоминается. Её какбэ и нет вообще.
А потом находишь в мутном описании, что масса батареи составляет половину от максимальной взлётной. При дальности в триста километров, ага. :)
 
Реклама
Вот статья про батарейки
Американские химики впервые создали эффективный литий-воздушный аккумулятор, который выдерживает 700 циклов зарядки—разрядки
Эти батареи основаны на реакции лития с кислородом с образованием пероксида лития Li2O2, и по теоретическим оценкам обладают максимальной из известных батарей удельной энергией — около 40 мегаджоулей на килограмм, что примерно как у керосина. Но КПД у ДВС в разы ниже.
Основная проблема литий-воздушных батарей — затрудненная работа в условиях химического состава воздуха. Эффективные литий-кислородные батареи с использованием чистого кислорода уже удавалось получить, однако они не могут применяться на практике и обладают повышенной взрывоопасностью. В случае же присутствия в газовой среде азота, углекислого газа и воды продукты побочных реакций загрязняют поверхность электродов и заметно снижают время работы аккумулятора, и уже после 10—20 циклов зарядки—разрядки батарея перестает работать.
Для решения этой проблемы группа американских электрохимиков под руководством Амина Салехи-Ходжина (Amin Salehi-Khojin) из Иллинойсского университета в Чикаго предложила новую схему литий-воздушной электрохимической ячейки ...
Нажмите, чтобы раскрыть...
 
Black Semargl, по вашей ссылке:
В настоящее время разработчикам из Samsung удалось добиться удельной емкости разрабатываемых ими литий-воздушных батарей на уровне порядка 520 Вт/ч на килограмм веса батареи.
Нажмите, чтобы раскрыть...
странные единицы измерения спишем на повышенную грамотность журналиста, и просто поверим заявленной цифре.

520 Вт*ч = 1 872 000‬ Дж или примерно 1,9 МДж на кило массы.
Это в 25 раз меньше чем у керосина, однако...
 
Buran, на самом деле Samsung SDI не Ростех и секреты, конечно, есть, но они больше технологические. А вот сотрудники R&D Samsung, Toshiba и др пишут статьи, охотно описывают ячейки и подробно сам эксперимент. Есть статьи североамериканского института Тойота и др. Китайцы много пишут.
 
Sergey-nn сказал(а):
150 км это менее 2 ч на авто
Пересадка на самолет и обратно займет куда больше времени
Нажмите, чтобы раскрыть...
Black Semargl сказал(а):
Ну это как организовать. Сесть в самолёт вполне может быть и быстрее чем сесть в автомобиль
Нажмите, чтобы раскрыть...
Во времена, предшествующие нынешнему правлению, довелось мне проходить стажировку в университете Престона. Так у нас один профессор прилетал на лекции на своем самолёте (что-то недорогое, типа Цессны), а жил он примерно в 150 км как раз. По его словам это было гораздо быстрее, удобнее, не зависишь от обстановки на дороге и меньше устаешь. При правильном подходе в стране, как показывает опыт, жизнь граждан можно сделать более комфортной и не заставлять их расходовать впустую время. Мне в те годы приходилось по работе достаточно часто мотаться в Астрахань-Махачкалу, а это было возможно только на машине, и я безумно завидовал тому английскому профессору...
 
Реклама
Назад