Литий-воздушные батареи с ёмкостью 10 ампер-часов на грамм ищут друзей

Опубликовано ssu-filippov в 22 мая, 2012 - 00:02

Вот уже несколько лет IBM работает над проектом Battery 500, в надежде обеспечить электромобилям с помощью литий-воздушных батарей 800-километровую дальность пробега. Нужная для этого ёмкость наконец-то достигнута, однако для доведения аккумуляторов до практического ума компании понадобились партнёры.

Литий-воздушные батареи принципиально более энергоёмки, чем литий-ионные. В аккумуляторах, разрабатываемых IBM, на анод поступает атмосферный кислород, который окисляет затем литий на катоде, превращая его в пероксид лития, в ходе чего и выделяется энергия. Ясно, что если один из компонентов берётся из окружающего воздуха, то такая машина уедет дальше. Попросту говоря, литий-воздушная батарея — открытая система, которая, как и обычный ДВС, использует атмосферный окислитель, отсюда и принципиально более высокая энергоёмкость в сравнении с обычными литий-ионными или литий-железо-фосфатными решениями.

Рис. 1. Схема литий-воздушных батарей не нова, но это очень сложная схема, требующая в реализации высокоэффективных мембран и качественной защиты катода. (Здесь и ниже иллюстрации IBM).

Более того, инженеры IBM недавно продемонстрировали лабораторную установку, в которой удалось добиться ёмкости катода в 10 ампер-часов на грамм материала (лития). Понятно, что подробности ещё не запатентованной технологии не раскрываются, однако показатели очень высокие: ранее говорилось о 3,84 А•ч на грамм лития (как о максимуме).

По словами инженеров, в моделировании максимально эффективного сценария окисления им сильно помогли вычисления на суперкомпьютере IBMBlue Gene.

Однако на пути к промышленному выпуску таких аккумуляторов есть несколько преград, одна из которых — сам литий. Он весьма бурно реагирует с кислородом, и для плавного проведения реакции окислитель должен подаваться микродозами. При этом его нужно предварительно очистить от иных газов воздуха. И если в лабораторных условиях всё это просто, то для получения результата, реализуемого на практике, могущественной корпорации понадобилась помощь партнёров — японских Asahi Kasei и Central Glass.

Рис. 2. IBM уверяет, что на этой установке добилась плотности аккумулирования в 10 А•ч/г лития на катоде. Реклама или прорыв в энергонакопителях?

Первая компания как раз будет заниматься самым узким местом — мембранами, отвечающими за очистку окислителя и его равномерную плавную подачу к катоду. Central Glass отвечает за производство электролитов для батарей, и именно её усилиями будут производиться некие «присадки» к материалу катода, которые и обеспечат (?) новым аккумуляторам их 10 А•ч/г.

Отметим, что при такой ёмкости действительно не проблема добиться заданной проектом Battery 500 дальности в 800 км, увеличив её впятеро по сравнению с основными электромобилями современности. Вот только удастся ли перенести наработки из лаборатории в «поле»?..

Источник(и):

1. wired.com

2. compulenta.ru