Задумайтесь на минутку: что бы было, если бы нам не приходилось часами ждать, чтобы подзарядить электромобиль? Исследователи из Корнеллского университета приближают нас к этой возможности, разрабатывая новую быструю батарею, которая заряжается всего за пять минут. Это открытие не только решит проблему длительного времени зарядки, но также может сделать электромобили более распространенными и доступными для всех.
Эра быстрой зарядки
Энергетический переход на электромобили сталкивается с рядом проблем, в том числе со временем зарядки аккумулятора. Для полной зарядки нынешним самым быстрым зарядным станциям требуется около 30 минут: это уже прогресс по сравнению с 8 часами, необходимыми для домашнего зарядного устройства, но все еще далекий от оптимального.
Линден Арчер, профессор и декан Корнеллского инженерного факультета, возглавляет команду, которая разработала эту революционную быстродействующую литиевую батарею. Их исследования не ограничились простой скоростью зарядки, но открыли новые горизонты в области электрохимических реакций и движения ионов в батареях.
Новый подход
Чтобы добиться более быстрой зарядки, ученые сосредоточились на Число Дамкелера, концепция, которая оценивает скорость химических реакций по сравнению со скоростью транспорта материалов. Обнаружив, что индий, мягкий металл, имеет низкое число Дамкелера и, следовательно, высокую скорость транспортировки, команда нашла ключ к сверхбыстрой зарядке.
Индий, материал, который часто используется для соединения электронных компонентов при низких температурах, а также встречается в покрытиях солнечных панелей и сенсорных экранов, оказался очень полезным для аккумуляторов. Это связано с тем, что для движения ионов (очень маленьких заряженных частиц, которые перемещаются внутри батареи во время зарядки и разрядки) требуется меньше энергии, а также потому, что это эффективно облегчает обмен током (поток электричества). Эти функции помогают заряжать аккумулятор быстрее и продлевают его срок службы.
Быстрая батарея: влияние и перспективы на будущее
Эта разработка может изменить правила игры в электромобильной промышленности. «Если вы можете зарядить батарею электромобиля за пять минут, вам не понадобится большая батарея для пробега в 500 километров», — говорит Арчер. Уменьшение размера батареи также может значительно снизить стоимость электромобилей, что будет способствовать более широкому распространению.
Инновации Корнелла представляют собой значительный шаг вперед на нашем пути к более устойчивому будущему. Благодаря этим новым батареям распространение электромобилей может возрасти в геометрической прогрессии, приближая нас к миру, в котором транспорт больше не является угрозой для нашей окружающей среды. Смелая идея, конечно, но теперь она ближе к реальности.
Исследование опубликовано в газете Джоуль в этом месяце.
