aA
Nėra prognozės, kurios kitą dieną nebūtų galima patikslinti. Šią aksiomą išpažįsta ne tik meteorologijos guru, bet ir transporto inžinieriai. Pažadų „netrukus“ sukurti elektromobiliams tinkamą akumuliatorių, ištesėti niekas nesugebėjo daugiau kaip 100 metų. Štai kaip viskas buvo.
© Gamintojo nuotr.

Švino rūgšties pagrindu veikiantį akumuliatorių, kurį buvo galima pakrauti keletą kartų, 1859-aisiais išrado prancūzų fizikas Gastonas Plante. Po gerų dviejų dešimtmečių savo tautiečio išradimą patobulino CAmille‘as Faure. Dar šiokių tokių korekcijų pirmosios kartos švino sulfato akumuliatorių portretui padarė amerikietis Thomas Alva, tačiau vėliau – iki pat 1980-ųjų – ši technologija buvo pagrindinis automobilių pramonėje naudojamas energijos šaltinis. Švino, švino oksido cheminė reakcija su sieros rūgšties elektrolitu gamino elektros energiją taip pat, kaip ir XIX amžiaus pabaigoje. Tokie akumuliatoriai pasiekia 167 Wh/kg specifinės energijos, atlaiko 500-800 pakrovimo ciklų ir yra palyginti pigūs.

Elektromobilis
© Gamintojo nuotr.

Kiek pažangesni nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai buvo naudojami 1980-1990 metais, o pirmtakus pranoko tik didesniu pakrovimų ciklu. Tačiau tokio tipo baterijos, naudotos ir pirmosios kartos „Toyota Prius“ hibriduose, be kita ko pasižymėjo gebėjimu išskirti vandenilio dujas. Perkrovus šie energijos rezervuarai galėjo sprogti, o degant išsiskiria daug nuodingų medžiagų.

Persilaužimas įvyko maždaug 1990-aisiais sukūrus ličio-jonų akumuliatorius. Lyginant su pirmtakais šie buvo gerokai lengvesni ir paprasčiau formuojami. Jų specifinė energija – 100-265 Wh/kg, atlaiko 400-1200 pakrovimo ciklų, nominali įtampa 3,7V. Revoliuciniai akumuliatoriai pasižymėjo didesne atviros grandinės įtampos charakteristika, todėl galėjo perduoti daugiau galios esant ribotai srovei. Ličio-jonų savaiminis išsikrovimas buvo mažesnis, tačiau vidinė varža, lyginant su visomis kitomis baterijomis, yra aukšta, kuri dar ir kyla proporcingai pakrovimų skaičiui, dėl to mažėja įtampa, kol galiausiai baterija tampa nefunkcionali. Dar vienas minusas yra kaina – tokio tipo akumuliatoriai bemaž penkiskart brangesni.

Bene didžiausia ličio-jonų akumuliatorių yda specialistai laiko jų saugumą. Perkaitusios arba perkrautos baterijos gali užsidegti arba net sprogti. Negali būti kraunamos žemiau 0C° temperatūros. Giliai iškrovus celės gali „užsitrumpinti“, tokiu atveju jų vėl saugiai įkrauti nebegalima. Apsaugai nuo gilaus iškrovimo naudojamos specialios grandinės, tačiau ilgą laiką palikus apsaugos priemonės iškraus baterijas. Inžinieriai sugalvojo, „priešnuodžių“ šioms problemoms spręsti (išjungimo mechanizmas gresiant perkaitimui, sklendės slėgio nuleidimui, saugikliai dėl perkrovimo ir per didelės srovės), tačiau visos panašios apsaugos priemonės užima daug vietos ir smarkiai padidina kainą. Bet jos prideda dar papildomų potencialių gedimų ir šioms priemonėms suveikus celė yra negrįžtamai sugadinama.

Mercedes-Benz SLS AMG Coupé Electric Drive
Mercedes-Benz SLS AMG Coupé Electric Drive
© Gamintojo nuotr.

Nors šiuo metu ličio-jonų akumuliatorius naudoja dauguma tradicinių degalų nenaudojančių mašinų, pradedant „Mitsubishi i-MiEV“ ir baigiant galingiausiu elektromobiliu „Mercedes Benz SLS AMG Electric drive“, ekspertai šios technologijos perspektyvas laiko „ribotomis“ ir tvirtina, kad išnaudotas beveik visas jų potencialas.

Lietuvos elektromobilių asociacijos vadovas Laurynas Jokužis, pasakodamas apie akumuliatorių evoliuciją atkreipė dėmesį į vieną paradoksą.

„Pastaraisiais metais buvo pristatyta dešimtys naujų technologijų, kurios nedidinant akumuliatorių masės leidžia naudotis nuo 1,5 iki 5 kartų didesne energijos talpa. Kuri iš jų taps dominuojančia, kaip greitai tai įvyks, kol kas galima tik spėlioti. Tačiau aišku, kad evoliucija vyksta labai sparčiai. Pradėtos taikyti nanotechnologijos daugybę visai nesenų tiesų verčia aukštyn kojomis. Apgailestauti galima nebent dėl to, kad patys elektromobilių kūrėjai tapo savotišku progreso stabdžiu – derėdamiesi dėl baterijų kainų, jie prisiėmė įsipareigojimus gana ilgai (iki 15 metų) naudoti dabartines technologijas, todėl nauji sprendimai priversti palaukti“, – teigė L. Jokužis.

Laibai panašiomis charakteristikomis pasižymi ličio polimero akumuliatoriai. Didžiausias jų privalumas lyginant su ličio-jonų baterija – celės pakuojamos į ploną ir lankstų folijos tipo maišelį (polimero laminatą), o ne į metalinį tvirtą cilindrą, todėl šias baterijas galima formuoti kaip panorėjus. Tokio gaminio kaina potencialiai mažesnė.

Kurį laiką buvo manoma, kad akumuliatorių ateitis priklauso ličio geležies fosfato technologijai. Nors toks daiktas turi kiek mažesnę specifinę energiją (90–110 Wh/kg), tačiau atlaiko 3000 krovimo ciklų, kainuoja beveik tiek pat, kiek „senoviniai“ nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai. Kaip ir kitos ličio bazės baterijos (jos pavadintos pagal medžiagą, iš kurios pagamintas katodas – ličio kobalto oksido, ličio manganio oksido, ličio nikelio oksido), ličio geležies fosfato baterijos yra beveik absoliučiai saugios ir ekologiškos: nenaudoja brangių ir toksiškų metalų, reakcijos metu neišsiskiria jokios dujos, nebijo celių užtrumpinimo, perkaitinimo, jos greičiau įkraunamos.

Tesla Model S
Tesla Model S
© Gamintojo nuotr.

Dėl pastarųjų savybių charakteristikų šiuo metu ličio geležies fosfato akumuliatoriai naudojami pačiuose moderniausiuose elektromobiliuose (tokiuose kaip „Tesla Model S“, kuris, pasak gamintojų, su įkrautais akumuliatoriais gali nuvažiuoti iki 460 km).

Klausiamas kokiai akumuliatorių technologijai priklauso ateitis, L. Jokužis tikina, kad kol kas mokslo pasaulis nesukūrė nieko pažangesnio už ličio sieros baterijas. Jų talpa nuo dvejų iki keturių kartų didesnė lyginant su įprastais ličio-jonų akumuliatoriais (2kWh/kg specifinės energijos), naudoja mažiau brangių ir toksiškų metalų, todėl turėtų būti daug saugesnė ir pigesnė. Dideliais „tiražais“ ličio sieros baterijų nesiūlomos dėl minėto verslo pasaulio galingųjų susitarimų eksploatuoti dabartines ličio-jonų technologijas tol, kol atsipirks investicijos į gamybą.

Elektromobilis
© Gamintojo nuotr.

Savo galimybės užkariauti pasaulį laukia IBM kompanijos laboratorijose sukurtos ličio-oro baterijos. Teoriškai jos net iki 15 talpesnės už ličio-jonų akumuliatorius ir gali pasiekti net 12kWh/kg specifinę energiją. Tai leistų nokautuoti vidaus degimo variklius, nes vienu pakrovimu įveikiamas atstumas (maždaug 600 km) prilygtų mašinoms su benzininiais motorais. Tiesa, kol kas šie dalykai bandomi laboratorinėmis sąlygomis – apie konvejerinę gamybą nekalbama.

Bene įdomiausi eksperimentai atliekami su natrio jonų arba cukraus-druskos baterijomis. Tokijo universiteto mokslininkai panaudojo iš pirolizuoto (cukrolizė pakaitinta iki 1500 C° bedeguonėje intertinėje aplinkoje) cukraus pagamintą anodą ir įdėjo jį į natrio jonų bateriją. Dabartiniai prototipai pasiekta 500 Wh/kg specifinės energijos, ir gerokai nusileidžia ličio-oro akumuliatoriams, tačiau net keliskart pigesnės – jų gamybai nereikia ličio, kuris yra priskiriamas retiesiems metalams.

Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją

Top naujienos

Lemiamos „Žalgirio“ atakos rebusas: kodėl viskas baigėsi plyta, o ne laisvutėlio Milaknio šūviu? pažymiai žaidėjams (49)

„Mes esame tikrai toli nuo savo potencialo, bet žaidžiame dėl pergalių su „Barcelona“,...

Dėl sulaužyto gyvenimo dabar nebežino, kur kreiptis: gailiuosi, kad nuvedusi dukterį pas gydytojus, paklausiau jų patarimo (193)

Prieš daugelį metų globėjų į užsienį kartu su seserimi išvežta lietuvaitė po dešimties ten...

Ukrainos kariuomenės karininkas: rusai į Ukrainą važiuoja kaip į safarį – pašaudyti į „chacholus“ (1320)

Atskridus į Kijevą įtarti tai, kad šalis kariauja, galima dėl sugriežtintos patikros oro uoste...

Prieš 23 metus duotam interviu Samas papasakojo apie išbyrėjusius dantis, o savo ateitį „numatė“ Rusijoje (21)

Internete pasirodė prie 23 metus kurta laida „X klanas“ (aut.Ligita Juknevičiūtė ir Remigijus...

Gabrielius Landsbergis: siūlome stabdyti mokesčių pertvarką (22)

Šiandien vykstančiame Tėvynės sąjungos-Lietuvos krikščionių demokratų ( TS-LKD ) Tarybos...

Konservatoriai kandidate į prezidentus patvirtino Šimonytę (261)

Opozicinė Tėvynės sąjunga-Lietuvos krikščionys demokratai ( TS-LKD ) šeštadienį tarybos...

Stulbinantis atsitiktinumas: lietuviai sutrumpino darbo laiką – pelnas išaugo kartais (152)

Dvi Lietuvos įmonės „Engineer“ ir „Valandinis“, veikiančios statybų srityje, nuo rugsėjo...

Neįtikėtina sėkmė: gaisras nusiaubė viską aplink, išskyrus garsaus aktoriaus namus (10)

Kalifornijos miškus nusiaubę gaisrai visiškai nepakenkė jų kelyje buvusiems aktoriaus Anthony...

Žiniasklaida: CŽV nustatė, kad Saudo Arabijos princas suorganizavo Khashoggi nužudymą (23)

Jungtinių Valstijų Centrinė žvalgybos valdyba ( CŽV ) padarė išvadą, kad įtakingas Saudo...

Naminiai kukuliai: kam eiti į „Ikea“, jei gali paruošti namuose (49)

Tradicinis švedų patiekalas yra beveik tokia pat legenda, kaip cepelinai Lietuvoje, tik labiau...