Print this page
Понеделник, 09 Януари 2012 12:34

Какво следва: Електрическите коли след литиево-йонните батерии

От
Кои са най-подходящите батерии за електрически коли

Те още не са дошли, пък вече да им търсим заместник (на част от компонентите на електромобилите), ще кажете... Така е, но това не пречи на множество изследователски екипи по света да работят усилено за намиране на нови по-ефективни решения и ако трябва да се хванем за заглавието - литиево-йонната батерия не е нещо ново и очевидно нагласите са далеч да не се разчита само на тази технология. Разбирането, че не-възобновяемите източници на енергия, които задвижват нашите превозни средства, не са вечни и осъзнаването на факта, че тяхното използване предизвиква непоправими щети на околната среда, е движеща сила на електромобилната кауза. Електрическите коли са измислени преди тези с вътрешно горене, но след като петролът измества електричеството от автомобилостроенето, личните електромобили меко казано определено не се радват на особен прогрес. Някога бензиновият двигател измести електромотора със своята мощност, но в наши дни технологичните проучвания доведоха до значителен напредък на системите за електрическо задвижване при леките и лекотоварните превозни средства. Постоянното покачване на цените на горивата е допълнителен стимул за търсене на алтернативи и на пазара вече има хибридни коли на нормални цени, осигуряващи адекватна производителност, сравнима с тази на конвенционалните превозни средства. Да видим обаче какво има 'под капака' на сегашните електромобили и какво може да се подобри там...

Батерии за електрически коли

Днешните технологии

Оловно-киселинните, никел-метал-хидридните и литиево-йонните батерии се използват за захранване на различни устройства, които използваме. Първите два типа се използват в превозните средства много отдавна, а освен коли, литиевите батерии се използват в мобилни телефони и компютри, медицински уреди и на много други места.

Литиево-йонните батерии имат множество предимства пред останалите. Свойството на лития да реагира добре осигурява съхранението на големи количества заряд в клетките. Литиево-йонна батерия с тегло 1 кг може да съхранява 150 Вч електричество. При същото тегло, оловно-киселинните батерии осигуряват само 25 Вч, а никел-метал-хидридните в порядъка 70 до 100 Вч на килограм. Липсата на мемори ефект е допълнително предимство. Броят на циклите на зареждане и последващо разреждане преди батерията да стане негодна за употреба е много по-висок при литиево-йонните батерии, способни на хиляди цикли. По отношение на задържането на заряд, този тип батерии също печели битката, защото неизползвана литиево-йонна батерия губи само около 5 процента от своя заряд месечно, докато при никел-метал-хидридните батерии този показател е 20 процента. Тези и други свойства на литиево-йонните батерии са ги направили предпочитано решение, което от своя страна увеличава все повече използването им и в автоиндустрията. Но...

Колко запаси от литий има?

Проблемът с използването на един материал като панацея за всички проблеми се изразява в неговото изчерпване. Използването на литиево-йонни батерии като предпочитана технология е повод за някои спекулации. Както и петрола, литият не е възобновяем източник. Има вероятност използването на литево-йонни батерии в различни устройства от нашето ежедневие да доведе до изчерпване на природните ресурси от литий. Батериите, използвани в мобилните телефони не изискват много литий, но тези, които авто компаниите вграждат (и ще вграждат в много по-големи количества скоро) в превозните средства, 'искат' много повече литий. Това може да доведе до застрашаване на ресурсите от елемента, който се добива основно в страните от Южна Америка. Изчисления показват, че ако продажбите на хибридни коли нараснат и литиево-йонните батерии заместят оловните, сега известните запаси от литий може да свършат за едно десетилетие, макар че и тук има различни мнения, според някои от които запасите са предостатъчни за доста повече време напред. Но батериите на хибридите са доста по-малки от тези на електрическите коли...

Надеждите на оптимистите в тази несигурност са в откриването на повече залежи в някои части на Африка. Рециклирането на лития също се разглежда като възможност, но това може да изисква значителни инвестиции за защита от различни потенциални вредни последствия.

Ами ако стигнем до литиев пик (като с петрола)?

Използването на възобновяеми източници като средство за добиване на енергия е неизбежно. Значението на типа батерии, които използваме, ще нараства с увеличаване на броя на хибридните и електрическите коли. Дори литиевите залежи да се използват разумно и да се откриват нови такива, те няма да са безкрайни. Това налага да продължим да търсим нови технологии за батериите, за намиране на сравними с литиево-йонните решения и прогрес в това направление определено има.

1. Дълготрайни батерии от цинк и пластмаса

PolyZion проектът, инициатива на различни европейски университети и изследователски институти, е направление за изработване на леки и евтини презареждаеми цинково-пластмасови батерии. Използването на природосъобразни електролити за намаляване на въздействието върху околната среда също остава приоритет. Изследователите търсят също така начин да гарантират безопасността на този тип батерии, за избягваме на спорадични инциденти, като запалването, типично като проблем за литиево-йонните батерии.

Недостатъци

Работата по този проект е все още на ниво проучване и е трудно да се определят срокове за осъществяване на някакъв реален прогрес. Недостатък е и използването на пластмаса, което противоречи на усилията за ограничаване на употребата на пластмасови продукти.

2. Никел-кадмиеви батерии

Тези батерии намират различно приложение в малки преносими устройства - играчки, камери и др. В същото време никел-кадмиевите батерии се използват и в превозни средства, генератори и стартери за самолети.

Недостатъци

Никел-кадмиевите батерии са скъпи в сравнение с масово използваните оловно-киселонни батерии. Друг фактор, който ги прави по-непредпочитани от оловно-цинковите са проблемите със зареждането им при по-високи температури. И най-лошото - кадмият е вреден за живите организми.

3. Цинково-въздушни батерии

Тези батерии захранват преносими устройства чрез електрически заряд, получен от реакцията между цинка и въздуха в атмосферата. Изобилието на цинк прави тези батерии възможна алтернатива. Безопасността при употреба също увеличава стойността на тази технологии. ReVolt технологията, например, е разработена за създаване на цинково-въздушни батерии, които остават функционални дори при по-голям брой зарядни цикли, в диапазона от 500 до 2000.

Недостатъци

Анодът в цинково-въздушните батерии е податлив на повреди с нарастване на броя цикли на зареждане и разреждане. Тази технология е обект на допълнителни проучвания.

Разбира се, има и не малко други технологии, които се проучват понастоящем и най-радостното е, че вече имаме съзнанието да мислим предварително за последствията от използването на доминираща технология, което често води до зависимост и всички свързани с това непредвидими последствия.

[От: Ecofriend]

Прочетено 6034 пъти Последна корекция Събота, 28 Декември 2013 00:47
Мартин Хаджистойков

Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате пусната JavaScript поддръжка, за да го видите.