Почему именно свинец и серная кислота?
Часто покупатели задают вопрос - а нет ли в продаже более современных АКБ? Почему продавцы предлагают лишь «традиционные» свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, изобретенные еще в 1859 году? И почему им на замену не пришли более современные никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные аккумуляторы? Они более емкие, в них не содержатся токсичные кислота и свинец.
Ответ простой - у них есть недостатки, недопустимые для автомобильных аккумуляторов. У никель-кадмиевых - высокий уровень саморазряда, «эффект памяти», затрудняющий его подзарядку, и большая, чем у свинца, токсичность кадмия. У никель-металлгидридных уровень саморазряда еще больше. Литий-ионные аккумуляторы взрывоопасные, дорогие и теряют заряд при низких температурах. Зарядить литий-ионную батарею непросто: требуется специальное зарядное устройство, работающее по определенному алгоритму.
Так что «по сумме показателей» именно свинцово-кислотные батареи сегодня остаются оптимальным вариантом из всех возможных.
Кальциевая или «гибридная»?
Покупателей пугает слово «гибридная» на маркировке АКБ. А продавец не всегда может объяснить, в чем заключается эта «гибридность».
Стандартная АКБ состоит из шести последовательно соединенных в одном корпусе аккумуляторных «банок». В каждой банке чередуются положительные и отрицательные пластины электродов, покрытые слоем активной массы - у положительных из диоксида свинца, у отрицательных - из губчатого свинца. Электроды (они делаются в виде решеток) изготавливают из свинцового сплава. Но чистый свинец - материал непрочный, и потому его легируют - добавляют в сплав небольшие порции сурьмы или кальция.
«Чисто» сурьмяных аккумуляторов сегодня практически нет - сурьма является катализатором электролиза воды, и такой аккумулятор часто «закипает». Чтобы решить проблему выкипания, сурьму стали заменять кальцием.
Так что сейчас на рынке продают либо «гибридные» АКБ (положительные электроды с добавкой сурьмы, а отрицательные - с добавкой кальция), либо чисто «кальциевые» (все электроды сделаны из свинцово-кальциевого сплава). У «кальциевой» батареи есть свои преимущества - в частности, низкий уровень саморазряда (потеря 50% емкости за 18-20 месяцев) и минимальный расход воды из-за испарения (1 г/Ач). Однако у них есть недостаток - после двух-трех глубоких разрядов такую АКБ невозможно зарядить. У «гибридной» батареи таких проблем нет. Но расход воды в ней в полтора-два раза больше, чем у «кальциевой», - сказывается наличие сурьмы. И уровень саморазряда выше (потеря половины емкости за 12 месяцев). Но при этом «гибридные» батареи тоже не требуют «обслуживания», то есть долива дистиллированной воды в электролит.
Жидкий или гелевый?
Электроды АКБ помещены в электролит, в раствор серной кислоты. Соответственно, существует два вида батарей: с жидким электролитом и «не жидким» электролитом. Наиболее распространены АКБ с жидким электролитом - как более простые и, соответственно, более дешевые. Кроме того, запаса энергии в них хватает на все потребители в стандартном автомобиле.
По батареям с «не жидким» электролитом (иногда их все скопом ошибочно называют «гелевыми») - вопрос более сложный. Батареи, в которых электролит действительно доведен до состояния геля с помощью силикагелей, в настоящее время используются крайне редко: лишь в мотоциклах, да и то эксклюзивных. В батареях с «не жидким» электролитом все свободное место между электродами заполняется микропористым материалом, который пропитывается электролитом. Это технология AGM (Absorbed Glass Material), которая обеспечивает повышение эффективности активной массы за счет лучшего поглощения кислоты, что дает более высокий пусковой ток, стойкость к глубокому разряду, долговечность. Именно такие АКБ лучше всего подходят для автомобилей с системой Start&Stop и системой рекуперации энергии торможения. Но они - не «гелевые»…
На рынке сегодня востребованы АКБ с «промежуточной» технологией - EFB (Enhanced Flooded Battery). Ее еще называют «технология влажного электрода». В таком аккумуляторе на электроды надеты своеобразные «конверты» из микроволокна. Они тоже удерживают электролит, чем обеспечивает стабильность к циклическому разряду. Но сам аккумулятор заполнен жидким электролитом.
Полярность - Азия или Европа?
Прежде чем предлагать покупателю аккумулятор, стоит спросить у него, в какой стране собран его автомобиль. Потому что азиатские и европейские машины спроектированы под разное расположение клемм на АКБ.
Проще говоря, «прямая», она же «европейская», полярность - это когда при положении батареи «клеммы ближе к вам» плюсовая клемма находится слева, а минусовая - справа. У батареи с «обратной», то есть «азиатской», полярностью все ровно наоборот. Кроме того, у «Европы» и «Азии» может различаться и диаметр контактных клемм. Например, на типе Euro (Type 1) «плюсовая» клемма диаметром 19,5 мм, а «минусовая» - 17,9 мм. А у типа Asia (Type 3) «плюсовая» имеет диаметр 12,7 мм, а «минусовая» - 11,1 мм. Потому на европейскую машину (кстати, сюда входят и «корейцы», собранные у нас в России) установить японский аккумулятор еще можно: существуют переходники с тонких клемм на «толстые» европейские.
Кроме того, существует несколько типоразмеров аккумуляторов. И вполне может быть, что «азиат» просто не встанет на штатное место из-за того, что он меньше или больше…
Что на самом деле важно
Продавцы говорят: покупатель почти всегда не знает, что ему на самом деле нужно. И потому у него возникают все эти вопросы по поводу «кальциевых», «гелевых», «литий-ионных», «японских» АКБ. А потому продавцу важно объяснить покупателю, чего же он хочет - и почему он хочет именно это!
Итак, важнейшими для АКБ являются три параметра.
1. Номинальная электрическая емкость (Ач), она определяется отдаваемой энергией полностью заряженной батареи при двадцатичасовом разряде. Например, обозначение 6СТ-60 значит, что батарея в течение 20 часов будет отдавать ток 3 А и при этом в конце напряжение на клеммах не упадет меньше 10,8 В. Однако это вовсе не означает линейную зависимость времени разряда от разрядного тока. Целый час стабильно отдавать энергию батарея не сможет.
Есть и «неофициальный» параметр - «резервная емкость». Она измеряется в минутах - сколько аккумулятор может работать за себя и за генератор. Например, резервная емкость АКБ легкового автомобиля при нагрузке 25 А и падении напряжения до 10,5 В должна составлять не менее 90 минут.
2. Номинальное напряжение - для АКБ легкового автомобиля оно составляет 12 В. Оно может снизиться при разряде батареи и большой токовой нагрузке. Но экспериментировать, устанавливая АКБ с более высоким напряжением, не стоит…
3. Ток холодной прокрутки (CCA - Cold Cranking Amperes). Этот параметр особо важен в России: он представляет собой величину тока, который батарея способна отдать при температуре -18 о С в течение 10 секунд, напряжением не менее 7,5 В. Чем выше ток холодной прокрутки, тем легче двигатель будет запускаться зимой.
Все эти параметры есть в маркировке на корпусе АКБ.
О чем говорить с покупателем?
Прежде всего, продавец должен выслушать, что у клиента плохо светит, слабо и недолго крутится, а провода для «прикуривания» есть не у всех. И только потом спросить:
а) Сколько лет автомобилю?
б) Страна производства?
в) Ездит ли покупатель зимой или в холодное время ставит его на прикол?
г) Оборудован ли автомобиль Start&Stop и системой рекуперации энергии торможения?
д) Стоит машина ночью в гараже или «под окнами» во дворе?
е) Тюнингован ли автомобиль, установлено ли на нем дополнительное электрооборудование: подогреватели, нештатная осветительная техника и т.д.?
ж) И самый главный вопрос - на какую сумму покупки рассчитывает покупатель?
Если у покупателя «пожилая» или тюнингованная машина, то стоит порекомендовать аккумулятор с большей емкостью, например вместо 50 Ач взять 55 Ач. Но не надо «перебарщивать» - генераторы имеют строго определенную мощность и перегружать их не рекомендуется. Да и вынуждать покупателя платить лишние деньги тоже не стоит.
Если же автомобиль - «внедорожник» или «паркетник» и ездят на нем любители загородных поездок, то как раз им стоит порекомендовать аккумулятор AGM. У таких АКБ довольно высокий, до 135%, ток холодной прокрутки, более высокая устойчивость к циклам и очень высокая способность к глубокому разряду.
С развитием технологий устройства делают более компактными, функциональными и мобильными. Заслуга такого совершенства аккумуляторные батареи , которые питают устройство. За все время изобретено много разных видов аккумуляторов, которые имеют свои преимущества и недостатки.
Казалось бы, перспективная десяток лет назад технология литий ионных батарей, уже не отвечает требованиям современного прогресса для мобильных устройств. Они недостаточно мощны и быстро стареют при частом использовании или долгом хранении. С тех пор выведены подвиды литиевых батарей, такие как литий-железо-фосфатные, литий-полимерные и другие.
Но наука не стоит на месте и ищет новые способы еще более лучшего сохранения электроэнергии. Так, например, изобретают другие типы батарей.
Литий-серные батареи (Li-S)
Литий серная технология позволяет получать батареи и энергоемкостью которая в два раза превышает за их родителей литий ионных. Без существенной потери в емкости такой тип батарей можно перезарядить до 1500 раз. Преимущество батареи скрывается в технологии изготовления и компоновки, где используется жидки катод с содержанием серы, при этом он отделен специальной мембраной от анода.
Литий серные батареи можно использовать в достаточно широком диапазоне температур, а себестоимость их производства достаточно низка. Для массового применения надо устранить недостаток производства, а именно утилизация серы, которая вредна для экологии.
Магниево-серные батареи (Mg/S)
До последнего времени нельзя было объединить использования серы и магния в одной ячейке, но не так давно ученые смогли это сделать. Для их работы нужно было изобрести электролит, который бы работал с обоими элементами.
Благодаря изобретению нового электролита за счет образования кристаллических частит, которые стабилизируют его. Увы, но опытный образец на данный момент не долговечен, и в серию такое батареи скорей всего не пойдут.
Фторид-ионные батареи
Для переноса зарядов между катодом и анодом в таких батареях используется анионы фтора. Этот тип аккумуляторов имеет емкость которые в десятки раз превышает за обычные литий ионные батареи, а также может похвастаться меньшей пожароопасностью. В основе электролита лежит лантане бария.
Казалось бы, перспективное направление развитие батарей, но и оно не лишено недостатков очень серьезная преграда для массового использования - это работа аккумулятора только при очень высоких температурах.
Литий-воздушные батареи (Li-O2)
Вместе с техническими достижениями человечество уже задумывается о нашей экологии и ищет все более и более чистые источники энергии. В литий воздушных аккумуляторах вместо оксидов металла в электролите применяется углерод, который вступая в реакцию с воздухом создает электрический ток.
Плотность энергии составляет до 10 кВтч/кг, что позволяет их использовать в электромобилях и мобильных устройствах. Ожидает скорое появления для конечного потребителя.
Литий-нанофосфатные батареи
Этот тип батарей является следующим поколение литий ионных батарей, среди преимуществ который является высокая скорость заряда и возможностью высокой отдачи тока. Для полного заряда, например, требуется коло 15 минут.
Новая технология использования особых нано частиц, способных обеспечивать более быстрый поток ионов позволяют увеличить количество циклов заряда – разряда в 10 раз! Само собой, они имеют слабый саморазряд и отсутствует эффект памяти. Увы, но, широкому распространению мешает большой вес аккумуляторов и необходимость в специальной зарядке.
Как вывод, можно сказать одно. Мы скоро будем наблюдать повсеместное использование электромобилей и гаджетов, которые смогут работать очень большое время без подзарядки.
Электро новости:
Автоконцерн BMW представил свой вариант электровелосипеда. Электрический велосипед BMW оснащен электромотором (250 Вт) Разгон до скорости до 25 км/ч.
Берем сотню за 2,8 секунды на электроавтомобиле? По слухам, обновление P85D позволяет сократить время разгона с 0 до 100 километров в час с 3,2 до 2,8 секунды.
Испанские инженеры разработали аккумулятор на котором можно проехать больше 1000 км! Она дешевле на 77% и заряжается всего за 8 минут
Дата добавления: 2011-06-29
Под мотивацией торговых представителей понимается заинтересованность торгового представителя в выполнении тех или иных задач за соответствующее денежное вознаграждение со стороны работодателя. Другими словами грамотная и достойная мотивация побуждает торгового представителя делать что либо с большим рвением. Как следствие после проведения мотивационных мероприятий компания остается в плюсе, развивается и растет.
В большинстве своем торговый представитель получает оклад+бонус. Мотивация относится к бонусной части заработной платы торгового представителя.
Существует великое множество мотивационных программ. Рассмотрим лишь наиболее распространенные.
Процент от вывоза.
Достойная мотивация при условии, что поставляемый товар хорошо продается. Главное не перестараться с отгрузками, если Вы торгуете скоропортом. Иначе существует риск заполучить потом огромный возврат просрочки . Из минусов данного вида мотивации можно отметить низкую представленность ассортимента на полках (т.е. что лучше всего продается, то торговый представитель и валит «тоннами», а про расширение ассортимента внутри группы определенного товара, как правило, забывает). Так же не особо выгодна такая мотивация, если компания-поставщик реализует свой товар и дополнительно привлеченную продукцию. Производитель может потерять в продажах собственного товара, если привлеченка будет уходить лучше и быстрее.
В следствии этого всплывает в памяти следующий тип мотивации.
Выполнение плана продаж отдельно за собственную продукцию и отдельно за привлеченку.
В данной ситуации торговому представителю приходится контролировать как отгрузки собственной продукции, так и привлеченки. Данный тип мотивации на мой взгляд наиболее выгоден компаниям, которые не только производят, но и реализуют собственную продукцию своими силами (через свой штат торговых представителей).
Обычно этот пункт мотивации является основным в бонусной части и составляет около 40-60%.
Далеко не все компании платят своим торговым представителям деньги за поддержание дебиторки в хорошем состоянии . На мой взгляд это является упущением. Все просто. Закон торговли что гласит? Товар-деньги-товар. И чем чаще оборачивается этот цикл, тем лучше для компании. Она растет и вверх, и вширь, и во все стороны. Поэтому желательно выделять порядка 20-25% от бонусной части на поддержание дебиторки в норме. Если у торгового представителя на конец отчетного периода нет просроченной дебиторки или она минимальна - грех не вручить ему премию за хорошую работу.
Одна из самых полезных мотиваций со стороны работодателя. Логика проста - чем большую часть рынка охватывает компания, тем более весомым игроком она становится в глазах своих потенциальных поставщиков новой привлеченной продукции. Соответственно крупные компании могут диктовать свои условия поставщикам и выбивать для себя лучшие условия и цены.
Мотивируют торговых представителей на открытие новых торговых точек различными способами. Кто-то платит определенную сумму за каждую новую точку. Но это не совсем корректно по отношению к разным торговым представителям. Ведь у одного торгового активная клиентская база (АКБ) 50 торговых точек, а у другого 100. Занятость немного различается, согласитесь. Поэтому целесообразнее выделить те же 20-25% из бонусной части на развитие клиентской базы и поставить каждому торговому представителю индивидуальный план по открытию новых торговых точек.
Время от времени полезно мотивационные программы чередовать. Это не относится разве что к выполнению плана отгрузок. План отгрузок, кстати, обычно всегда повышают по отношению к факту вывоза предыдущего месяца. В зависимости от сезона (если товар имеет такую зависимость) план повышают от 10 (для особо отличившихся торговых представителей) до 40 (для «проваливших» план прошлого месяца) %. Все это необходимо для роста компании, чтобы она не топталась на одном месте.
Коэффициент полезного действия торгового представителя (КПД).
Данная мотивация не относится к соотношению количества заказов деленное на количество посещений. Здесь под КПД подразумевается следующее.
Допустим существует «свой» товар и привлеченная продукция. В «своем» товаре может быть несколько групп товаров. В привлеченке то же самое и еще плюс может быть несколько различных поставщиков. Компания заинтересована в том, чтобы в каждой торговой точке был весь ассортимент поставляемой ею продукции. В идеале 100% КПД будет тогда, когда все точки прогружены в течение месяца всеми группами товаров и поставщиками (привлеченки). В силу ряда причин такого быть практически не может, если АКБ у Вас больше хотя бы 50 торговых точек. Но нужно к этому стремиться. Нет предела совершенству.
Мотивация торговых представителей в отношении КПД может заключаться в следующем. За идеал (100%) берется лучший показатель КПД по всей компании за предыдущий месяц (например, это 70% от максимально возможного). По результатам текущего месяца выносится вердикт, кто попадает в этот бонус. Можно установить минимальный порог (например, от 80-90% лучшего результата прошлого месяца бонус выплачивается).
Очень действенная мотивация. Испытано неоднократно на собственном опыте.
Мотивация от производителя и от привлеченной продукции.
А сегодня расскажем о воображаемых — с гигантской удельной ёмкостью и мгновенной зарядкой. Новости о подобных разработках появляются с завидной регулярностью, но будущее пока не наступило, и мы всё ещё пользуемся появившимися в начале позапрошлого десятилетия литий-ионными аккумуляторами, либо их чуть более совершенными литий-полимерными аналогами. Так в чём же дело, в технологических трудностях, неправильной интерпретации слов учёных или чём-то другом? Попробуем разобраться.
В погоне за скоростью зарядки
Один из параметров аккумуляторов, который учёные и крупные компании постоянно стараются улучшить — скорость зарядки. Однако бесконечно увеличивать её не получится даже не в силу химических законов протекающих в аккумуляторах реакций (тем более, что разработчики алюминий-ионных батарей уже заявили, что такой тип аккумуляторов может быть полностью заряжен всего за секунду), а из-за физических ограничений. Пусть у нас есть смартфон с батареей ёмкостью 3000 мАч и поддержкой быстрой зарядки. Полностью зарядить такой гаджет можно в течение часа силой тока в среднем 3 А (в среднем потому, что напряжение при заряде изменяется). Однако если мы хотим получить полный заряд всего за одну минуту, потребуется сила тока уже в 180 А без учёта различных потерь. Для заряда устройства таким током потребуется провод диаметром около 9 мм — в два раза толще самого смартфона. Да и силу тока 180 А при напряжении около 5 В обычное зарядное устройство выдать не сможет: владельцам смартфонов понадобится импульсный преобразователь тока вроде того, что изображён на фотографии ниже.
Альтернатива увеличению силы тока — увеличение напряжения. Но оно, как правило, фиксированное, и для литий-ионный батарей составляет 3,7 В. Конечно, его можно превышать — зарядка по технологии Quick Charge 3.0 идёт с напряжением до 20 В, но попытка зарядить батарею напряжением около 220 В ни к чему хорошему не приведёт, и решить эту проблему в ближайшее время не представляется возможным. Современные элементы питания просто не могут использовать такое напряжение.
Вечные аккумуляторы
Разумеется, речь сейчас пойдёт не о «вечном двигателе», а об аккумуляторах с долгим сроком службы. Современные литий-ионные батареи для смартфонов способны выдержать максимум пару лет активного использования устройств, после чего их ёмкость неуклонно падает. Владельцам смартфонов со съёмными аккумуляторами повезло немного больше, чем другим, но и в этом случае стоит убедиться, что аккумулятор был произведён недавно: литий-ионные батарей деградируют даже тогда, когда не используются.
Своё решение этой проблемы предложили учёные Стэнфордского университета: покрыть электроды существующих типов литий-ионных аккумуляторов полимерным материалом с добавлением наночастиц графита. По задумке учёных, это позволит защитить электроды, которые неизбежно покрываются микротрещинами в процессе эксплуатации, а те же микротрещины в полимерном материале будут затягиваться самостоятельно. Принцип действия такого материала похож на технологию, применённую в смартфоне LG G Flex с самовосстанавливающейся задней крышкой.
Переход в третье измерение
В 2013 году появилось сообщение о разработке исследователями университета штата Иллинойс нового типа литий-ионных аккумуляторов. Учёные заявили, что удельная мощность таких элементов питания составит до 1000 мВт/(см*мм), в то время как удельная мощность обычных литий-ионных батарей колеблется между 10-100 мВт/(см*мм). Были использованы именно такие единицы измерения, поскольку речь идёт о достаточно небольших структурах толщиной в десятки нанометров.
Вместо плоских анода и катода, применяемых в традиционных Li-Ion батарей, учёные предложили использовать объёмные структуры: кристаллическую решётку из сульфида никеля на пористом никеле в качестве анода и литий-диоксид марганца на пористом никеле в качестве катода.
Несмотря на все сомнения, вызванные отсутствием в первых пресс-релизах точных параметров новых аккумуляторов, а также не представленные до сих пор прототипы, новый тип батарей всё же реален. Подтверждением тому служат несколько научных статей на эту тему, опубликованных за последние два года. Тем не менее, если такие батареи и станут доступны для конечных потребителей, произойдёт это очень нескоро.
Зарядка через экран
Учёные и инженеры пытаются продлить жизнь наших гаджетов не только поиском новых типов аккумуляторов или увеличением их энергоэффективности, но и довольно необычными способами. Исследователи университета штата Мичиган предложили встроить прозрачные солнечные панели прямо в экран. Поскольку принцип работы таких панелей основан на поглощении ими солнечного излучения, чтобы сделать их прозрачными, учёным пришлось пойти на хитрость: материал панелей нового типа поглощает только невидимое излучение (инфракрасное и ультрафиолетовое), после чего фотоны, отражаясь от широких граней стекла, поглощаются узкими полосками солнечных панелей традиционного типа, находящихся по его краям.
Главным препятствием для внедрения такой технологии является низкий КПД таких панелей — всего 1% против 25% традиционных солнечных панелей. Сейчас учёные ищут способы увеличить КПД хотя бы до 5%, но быстрого решения этой проблемы вряд ли стоит ожидать. К слову, похожую технологию недавно запатентовала компания Apple, но пока неизвестно, где именно в своих устройствах производитель расположит солнечные панели.
До этого мы под словами «батарея» и «аккумулятор» мы подразумевали перезаряжаемый элемент питания, но некоторые исследователи считают, что в гаджетах вполне можно использовать одноразовые источники напряжения. В качестве батареек, которые могли бы работать без подзарядки или другого обслуживания несколько лет (а то и несколько десятков лет) учёные университета штата Миссури предложили использовать РИТЭГ — радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Принцип действия РИТЭГ основан на преобразовании выделяющегося в процессе радиораспада тепла в электричество. Многим такие установки известны по использованию в космосе и труднодоступных местах на Земле, но в США миниатюрные радиоизотопные батарейки также применялись в кардиостимуляторах.
Работа над улучшенным типом таких батарей ведётся с 2009 года и даже были показаны прототипы таких элементов питания. Но увидеть радиоизотопные батарейки в смартфонах в ближайшей перспективе мы не сможем: они дороги в производстве, и, к тому же, многие страны имеют строгие ограничения на производство и оборот радиоактивных материалов.
В качестве одноразовых батареек также можно использовать и водородные элементы, но их в смартфонах использовать не получится. Водородные батареи расходуются довольно быстро: хотя ваш гаджет и будет работать от одного картриджа дольше, чем от одного заряда обычной батареи, их придётся периодически менять. Впрочем, это не мешает использовать водородные батареи в электромобилях и даже внешних аккумуляторах: пока это не массовые устройства, но уже и не прототипы. Да и компания Apple, по слухам, уже разрабатывает систему дозаправки картриджей водородом без их замены для использования в будущих iPhone.
Идея о том, что на основе графена можно создать аккумулятор с высокой удельной ёмкостью, была выдвинута ещё в 2012 году. И вот, в начале этого года в Испании было объявлено о начале строительства компанией Graphenano завода по производству графен-полимерых аккумуляторов для электромобилей. Новый тип батарей почти в четыре раза дешевле в производстве, чем традиционные литий-полимерные аккумуляторы, имеет удельную ёмкость 600 Втч/кг, а зарядить такую батарею на 50 кВтч можно будет всего за 8 минут. Правда, как мы говорили в самом начале, для этого потребуется мощность около 1 МВт, поэтому подобный показатель достижим лишь в теории. Когда именно завод начнёт выпускать первые графен-полимерные батареи не сообщается, но вполне возможно, что среди покупателей его продукции будет Volkswagen. Концерн уже заявил о планах выпуска электромобилей с пробегом до 700 километров от одного заряда аккумуляторов к 2018 году.
Что касается мобильных устройств, то пока применению в них графен-полимерных аккумуляторов мешают большие габариты таких батарей. Будем надеяться, что исследования в этой области продолжатся, ведь графен-полимерные аккумуляторы — один из наиболее перспективных типов аккумуляторов, которые могут появиться уже в ближайшие годы.
Так всё же, почему, несмотря на весь оптимизм учёных и регулярно появляющиеся новости о прорывах в области сохранения электроэнергии, мы сейчас наблюдаем застой? В первую очередь, дело в наших завышенных ожиданиях, которые только подогреваются журналистами. Мы хотим верить, что вот-вот и произойдёт революция в мире аккумуляторов, и мы получим батарейку с зарядкой менее, чем за минуту, и практически неограниченным сроком службы, от которой современный смартфон с восьмиядерным процессором будет работать минимум неделю. Но таких прорывов, увы, не бывает. Вводу в массовое производство любой новой технологии предшествуют долгие годы научных исследований, испытаний образцов, разработка новых материалов и технологических процессов и другая работа, занимающая достаточно много времени. В конце концов, тем же литий-ионным аккумуляторам понадобилось около пяти лет, чтобы из инженерных образцов превратиться в готовые устройства, которые можно использовать в телефонах.
Поэтому, нам остаётся только запасаться терпением и не воспринимать новости о новых элементах питания близко к сердцу. По крайней мере, пока не появятся новости об их запуске в массовое производство, когда не останется никаких сомнений о жизнеспособности новой технологии.
Читаем вопрос trudnopisaka :
"Интересно было бы узнать про новые технологии аккумуляторов, которые готовят к серийному производству. "
Ну конечно же критерий серийного производства несколько растяжимый, но давайте попробуем узнать, что сейчас перспективно.
Вот что придумали химики:
Напряжение ячейки в вольтах (по вертикали) и удельная ёмкость катода (мАч/г) новой батареи сразу после её изготовления (I), первого разряда (II) и первого заряда (III) (иллюстрация Hee Soo Kim et al./Nature Communications).
По своему энергетическому потенциалу батареи, основанные на сочетании магния и серы, способны обойти литиевые. Но до сих пор никто не мог заставить эти два вещества дружно работать в аккумуляторной ячейке. Теперь, с некоторыми оговорками, это удалось группе специалистов в США.
Учёные из тойотовского исследовательского института в Северной Америке (TRI-NA) попытались решить главную проблему, стоящую на пути создания магниево-серных батарей (Mg/S).
Подготовлено по материалам Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории .
Немцы изобрели фторид-ионную аккумуляторную батарею
В дополнение к целой армии электрохимических источников тока учёные разработали ещё один вариант. Его заявленные достоинства — меньшая пожароопасность и в десять раз большая удельная ёмкость, чем у литиево-ионных батарей.
Химики из технологического института Карлсруэ (KIT) предложили концепцию аккумуляторов на основе фторидов металлов и даже испытали несколько небольших лабораторных образцов.
В таких аккумуляторах за перенос зарядов между электродами отвечают анионы фтора. Анод и катод аккумулятора содержат металлы, которые в зависимости от направления тока (заряд или разряд) по очереди превращаются во фториды или восстанавливаются обратно до металлов.
«Поскольку один атом металла способен принять или отдать сразу несколько электронов, эта концепция позволяет достичь чрезвычайно высокой плотности энергии — до десяти раз выше, чем у обычных литиево-ионных батарей», — говорит один из авторов разработки доктор Максимилиан Фихтнер (Maximilian Fichtner).
Для проверки идеи немецкие исследователи создали несколько образцов таких батарей диаметром 7 миллиметров и толщиной 1 мм. Авторы изучили несколько материалов для электродов (медь и висмут в сочетании с углеродом, например), а электролит создали на основе лантана и бария.
Однако такой твёрдый электролит - это лишь промежуточный шаг. Данный состав, проводящий ионы фтора, хорошо работает только при высокой температуре. Потому химики ищут ему замену - жидкий электролит, который действовал бы при комнатной температуре.
(Подробности можно найти в пресс-релизе института и статье в Journal of Materials Chemistry.)
Аккумуляторы будущегоЧто ждет рынок аккумуляторов в будущем, пока сложно прогнозировать. Литиевые батареи пока уверенно правят балом, и у них есть неплохой потенциал, благодаря литий-полимерным разработкам. Внедрение серебряно-цинковых элементов - весьма длительный и дорогостоящий процесс, и его целесообразность пока является дискуссионным вопросом. Технологии на основе топливных элементов и нанотрубок уже много лет восхваляются и описываются самым красивыми словами, однако когда дело доходит до практики, фактические продукты получаются либо слишком громоздкими, либо слишком дорогими, либо и то, и другое вместе взятое. Ясно лишь одно - в ближайшие годы данная отрасль будет продолжать активно развиваться, ведь популярность портативных устройств растет не по дням, а по часам.
Параллельно с ноутбуками, ориентированными на автономную работу, развивается направление настольных ноутов, в которых батарея скорее играет роль резервного ИБП. Недавно в Samsung выпустили подобный ноутбук и вовсе без батареи.
В NiCd -аккумуляторах также существует возможность электролиза. Чтобы в них не скапливался взрывоопасный водород, батареи оснащают микроскопическими клапанами.
В знаменитом институте MIT недавно была разработана уникальная технология производства литиевых аккумуляторов усилиями специально-обученных вирусов.
Несмотря на то, что топливный элемент внешне совершенно не похож на традиционную батарею, работает он по тем же принципам.
А кто еще подскажет какие нибудь перспективные направления?