Киләсе чәршәмбе, 24 ноябрьдә, Киләчәккә машина йөртүнең соңгы түгәрәк таблицасы Канада батарея җитештерүнең киләчәге турында сөйләшәчәк. Сез оптимистмы - 2035-нче елга кадәр барлык машиналар да электрлы булыр дип ышанасыз, яисә без бу амбицияле максатка ирешә алмыйбыз дип уйлыйсыз, батарея белән эшләнгән машиналар безнең киләчәгебезнең мөһим өлеше. Әгәр дә Канада бу электр революциясенең өлеше булырга тели икән, безгә киләчәктә автомобиль энергиясе системасының әйдәп баручысы булырга юл табарга кирәк. Киләчәкнең нинди булуын күрү өчен, Канадада безнең өчен батарея җитештерүнең соңгы түгәрәк өстәлен карагыз.
Каты дәүләт батарейкаларын оныт. Кремний анодлары турында бер үк сүзләр бар. Өйдә зарядка ясап булмый торган алюминий-һава батареясы да электр машиналары дөньясын тетрәтә алмый.
Структур батарея нәрсә ул? Бу яхшы сорау. Бәхетемә, минем инженерлык тәҗрибәм юк дип күрсәтергә теләмәгән, җавап бик гади. Хәзерге электр машиналары машинага урнаштырылган батареялар белән эш итә. Эх, без аларның сыйфатын яшерүнең яңа ысулын таптык, бу литий-ион батарейкаларын шасси идәненә төзү, хәзерге вакытта EV дизайны белән синоним булган "тимераякта" платформа булдыру. Ләкин алар һаман да машинадан аерылып торалар. Әгәр теләсәгез, өстәмә.
Структур батарейкалар бу парадигманы бөтен шасси батарея күзәнәкләреннән ясыйлар. Хыялга охшаган киләчәктә батареялар түгел, ә йөкле идән генә түгел, ә тәннең кайбер өлешләре-баганалар, түбәләр, хәтта, тикшеренү учреждениесе күрсәткәнчә, бу мөмкин, The һава фильтры басымлы бүлмә - батареялар белән җиһазландырылган гына түгел, ә чынлыкта батареялар. Бөек Маршалл МакЛухан сүзләре буенча, машина - батарея.
Хәер, заманча литий-ион батарейкалары югары технологияле күренсә дә, алар авыр. Литий ионының энергия тыгызлыгы бензинныкыннан күпкә кимрәк, шуңа күрә казылма ягулык машиналары белән бер диапазонга ирешү өчен, хәзерге ЕВларда батарейкалар бик зур. Бик зур.
Иң мөһиме, алар авыр. Мәсәлән, "киң йөк". Хәзерге вакытта батареяның энергия тыгызлыгын исәпләү өчен кулланылган төп формула - литий ионының һәр килограммы якынча 250 ватт сәгать электр энергиясе чыгара ала. Яисә кыскарту дөньясында инженерлар өстен күрәләр, 250 Вт / кг.
Бераз математика эшләгез, 100 кВт сәгать батарея Model S батареясына тоташтырылган Теслага охшаган, димәк, кая гына барсагыз да, якынча 400 кг батареяны тартып чыгарырсыз. Бу иң яхшы һәм иң эффектив кушымта. Безнең өчен, 100 кВт сәгать батареяның авырлыгы якынча 1000 фунт дип бәяләү төгәлрәк булырга мөмкин. Ярты тон кебек.
Хәзер яңа Hummer SUT кебек нәрсәне күз алдыгызга китерегез, ул бортта 213 кВт сәгатькә кадәр. Генерал эффективлыкта кайбер уңышларга ирешсә дә, иң югары Hummer әле бер тонна батареяны тартып чыгарыр. Әйе, ул ераграк йөриячәк, ләкин бу өстәмә өстенлекләр аркасында диапазонның артуы батареяның икеләтә артуына туры килми. Әлбәттә, аның йөкле машинасы көчлерәк, ягъни азрак эффектив булырга тиеш. Ighterиңелрәк, кыска диапазон альтернативалары. Everyәрбер автомобиль инженеры (тизлек яки ягулык экономиясе өчен) сезгә әйтер, авырлык дошман.
Монда структур батарея керә. Батарейкалардан машиналар төзеп, булган структураларга өстәп, өстәлгән авырлыкның күбесе юкка чыга. Билгеле дәрәҗәдә, ягъни барлык структур әйберләр батареяга әверелгәч - машинаның круиз диапазонын арттыру авырлыкны киметүгә китерми.
Сез көткәнчә - чөнки мин беләм, сез утырасыз "Нинди яхшы идея!" - бу акыллы чишелеш өчен киртәләр бар. Беренчесе - батарейкалар ясау сәләтен үзләштерү, алар теләсә нинди төп батарея өчен анодлар һәм катодлар гына түгел, ә җитәрлек көчле һәм бик җиңел! - Ике тонналы машинаны һәм аның пассажирларын тәэмин итә алырлык структура, һәм ул куркынычсыз булыр дип өметләнәм.
Гаҗәп түгел, бүгенге көнгә кадәр Чалмерс технология университеты ясаган һәм KTH Royal Technology Institute, Швециянең ике танылган инженер университеты инвестицияләгән иң көчле структур батареяның ике төп компоненты - углерод җепселләре һәм алюминий. Асылда, тискәре электрод буларак углерод җепселләре кулланыла; уңай электрод литий тимер фосфат белән капланган алюминий фольга куллана. Углерод җепселләре шулай ук ​​электроннар үткәрә, авыр көмеш һәм бакыр кирәк түгел. Катод һәм анод электролитны үз эченә алган пыяла җепсел матрицасы белән аерым саклана, шуңа күрә ул электродлар арасында литий ионнарын ташып кына калмый, ә структур йөкне икесе арасында тарата. Мондый батарея күзәнәгенең номиналь көчәнеше 2,8 вольт, һәм барлык электр машиналары батарейкалары кебек, аны берләштереп, 400В яки хәтта 800В көндәлек электр машиналары өчен гадәти.
Бу ачык сикерү булса да, бу югары технологияле күзәнәкләр дә төп вакытка бөтенләй әзер түгел. Аларның энергия тыгызлыгы килограммга 25 ватт-сәгать кенә, һәм структур катылыгы 25 гигапаскаль (GPa), ул кадр пыяла җепселеннән бераз көчлерәк. Ләкин, Швеция Милли Космик Агентлыгы финанславы белән, соңгы версиядә алюминий фольга электродлары урынына күбрәк углерод җепселләре кулланыла, тикшерүчеләр әйтүенчә, каты һәм энергия тыгызлыгы бар. Чынлыкта, бу соңгы углерод / углерод батарейкалары килограммына 75 ватт-сәгатькә кадәр һәм Яшь модуласы 75 GPa чыгарыр дип көтелә. Бу энергия тыгызлыгы традицион литий-ион батарейкаларыннан артта калырга мөмкин, ләкин аның структур катылыгы алюминийдан яхшырак. Башкача әйткәндә, бу батарейкалардан ясалган электр машинасы шасси диагональ батареясы структур яктан алюминийдан ясалган батарея кебек көчле булырга мөмкин, ләкин авырлыгы бик кимиячәк.
Бу югары технологияле батарейкаларны беренче куллану, әлбәттә, кулланучылар электроникасы. Чалмерс профессоры Лейф Асп әйтте: "Берничә елдан смартфон, ноутбук яки электр велосипедын ясарга мөмкин, бу бүгенге авырлыкның яртысы гына, компактрак." Ләкин, проект өчен җаваплы кеше күрсәткәнчә, "Без монда чыннан да фантазиябез белән чикләнәбез."
Батарея заманча электр машиналарының нигезе генә түгел, ә иң зәгыйфь элемтәсе дә. Иң оптимистик фараз хәзерге энергия тыгызлыгыннан икеләтә генә күрә ала. Әгәр дә без барыбыз да вәгъдә иткән искиткеч диапазонны алырга телибез икән - һәм атна саен кемдер 1000 километр зарядка вәгъдә итә кебек? - Без машиналарга батареялар өстәгәннән яхшырак эшләргә тиеш: машиналарны батареялардан ясарга тиеш.
Белгечләр әйтүенчә, кайбер бозылган маршрутларны вакытлыча ремонтлау, шул исәптән Coquihalla трассасы берничә ай дәвам итәчәк.
Постмедия актив, ләкин шәхси дискуссия форумын сакларга тәвәккәл һәм барлык укучыларны безнең мәкаләләргә карашлары белән уртаклашырга өнди. Вебсайтта аңлатмалар күренү өчен бер сәгатькә кадәр вакыт кирәк булырга мөмкин. Сезнең фикерләрегезне актуаль һәм хөрмәт белән тотуыгызны сорыйбыз. Без электрон почта хәбәрләрен эшләтеп җибәрдек - әгәр сез аңлатма җавабын алсагыз, сез ияргән аңлатма җепләре яңартылса, яки кулланучының аңлатмасына иярсәгез, сез хәзер электрон почта алырсыз. Электрон почта көйләүләрен ничек көйләү турында тулырак мәгълүмат һәм мәгълүмат алу өчен зинһар, безнең Иҗтимагый күрсәтмәләргә керегез.