Проблема емкости аккумуляторов

18.01.2013

Суммарная энергия замкнутой системы постоянна», – гласит общеизвестный закон. То, что лаконично звучит в теории, оказывается, отнюдь не просто реализовать на практике. Сохранение, а точнее, запасание энергии – сложная инженерная задача, решение которой пока еще имеет немало подводных камней.

Способов запасать энергию существует масса – аккумуляторы, суперконденсаторы, сверхпроводящие магниты, водородные топливные элементы и даже подъем воды на определенную высоту (энергию можно вернуть при спуске воды через турбину). Еще в 50-х годах прошлого века в моде была идея гиробуса – транспортного средства, которое для движения использует запасенную энергию вращения. Лежащее в основе устройство называется маховиком и выглядит как тяжелый прочный диск, помещенный в вакуум и вращающийся с огромной скоростью. Гиробусы, правда, вскоре оказались на свалке, потому что маховик обладает двумя очень неудачными для общественного транспорта качествами – во-первых, он опасен, а во-вторых, его вертикальную ось сложно повернуть. Гиробусы могли нормально ездить только там, где дорога не имела уклона. Тем не менее идея не пропала зря – маховики значительно выиграли с появлением новых композитных материалов и даже применяются в суперкарах «Формулы-1».

И все же чаще всего мы сталкиваемся с запасенной энергией в виде аккумуляторов на основе лития. Недавно ученые Стэнфордского университета заявили, что им удалось создать литий-серную батарею, допускающую более тысячи циклов перезарядки. Но почему это так важно? Для аккумуляторов существует понятие плотности энергии – нельзя запасти больше энергии, чем это возможно при заданном весе. Этот теоретический предел для популярных сегодня литий-ионных аккумуляторов относительно невысок и может быть достигнут в ближайшем будущем, но литий-серные вследствие иных электрохимических свойств могут запасать в два-три раза больше энергии! Как водится, у них есть проблема – в процессе химической реакции в литий-серных аккумуляторах возникают промежуточные вещества – полисульфиды, которые ухудшают характеристики батареи и приводят к быстрому падению ее емкости.

Источник: http://slon.ru