За прошедшие годы НАСА разработало множество полезных и интересных технологий: мониторы с плоским экраном, матрасы из пены с эффектом памяти, новые системы изоляции и питания, компактные и мощные камеры, которые сегодня находят применение в наших смартфонах и других. Однако последнее дочернее предприятие НАСА, возможно, является его самым значительным. Перепроектировав один из самых инновационных экспериментов НАСА, MOXIE, инженерам НАСА удалось создать необычную батарею: углеродно-кислородную батарею.
Но давайте сделаем шаг назад
Для тех, кто не выздоровел пост Futurorossimo, в котором говорится об этомMOXIE — эксперимент НАСА, являющийся частью миссии Perseverance на Марс. Его цель — превратить богатую углекислым газом атмосферу Марса в воздух, пригодный для дыхания: в 2021 году MOXIE достиг важной вехи и зарекомендовал себя как первое устройство, создающее жизненно важный запас кислорода, необходимый для базы на Марсе.
Важнейший шаг вперед в создании технологии, способной поддерживать человеческую жизнь на далеких планетах. И вот мы подошли к сути: инженеры, работавшие над MOXIE, поняли, что топливный элемент можно использовать и как генератор, и как накопитель энергии. Результат? родилась батарея, работающая на углероде и кислороде.
Углерод-кислород: в космосе и на земле
Почувствовав свой потенциал уже в 2018 году, Крис Грейвс, один из ведущих инженеров проекта MOXIE, покинул НАСА, чтобы основать Энергия полудня с целью разработки углеродно-кислородных аккумуляторов для массового рынка.
Таким образом, Noon разработал технологию, функционирование которой гарантировано благодаря экспериментам на устройстве НАСА. Интуиция и предметные знания дали Noon решающее преимущество перед другими стартапами.
Как работает углеродно-кислородная батарея?
Каждая батарея состоит из двух баллонов с газом под давлением, регуляторов давления, компрессоров и твердооксидного электролизера. Для его зарядки на топливный элемент подается напряжение, которое расщепляет углекислый газ на окись углерода и кислород. Эта смесь хранится во втором баке. Чтобы разрядить батарею, газовая смесь поступает в элемент, где воссоединяется с образованием углекислого газа и выработкой электроэнергии.
Самое главное, Noon уже изготовила и улучшила эти батареи: в прошлом месяце они привлекли 28 миллионов долларов, чтобы вывести устройство на рынок к 2025 году.
Да, но хорошо ли это?
Вы делаете это: эта батарея не использует тяжелые металлы и хранит энергию в природных газах, оказывая очень незначительное воздействие на окружающую среду. Он на удивление энергоёмкий и невероятно экономичный. Нужно что-нибудь еще?
Может какие справочные данные
Чтобы дать вам представление: элемент Panasonic 21700, используемый Tesla для модели 3 LR, стоит около 137 евро (151 доллар США) за кВтч и имеет плотность энергии 247 Втч/л. Углеродно-кислородная батарея Noon стоит 13 евро (70 доллара США) за кВтч и имеет плотность энергии 15,10 Втч/л. В двух словах: это на 90% дешевле и с трехкратной плотностью энергии.
О влиянии на окружающую среду: если бы мы заменили аккумулятор Tesla Model 3 LR на углеродно-кислородный Noon, его емкость с 82 кВтч увеличилась бы до 247 кВтч, утроив автономность.
Стоимость аккумулятора? Он упадет с 12.382 3.729,70 долларов до 9000 1500 долларов. Автомобиль, который стоит почти на 948 евро дешевле, с запасом хода более XNUMX километров (XNUMX миль).
Это невозможно: внизу что-то есть.
Ну да. Честно говоря, нужно учитывать несколько аспектов.
во-первых: Углекислородные аккумуляторы имеют ограниченную автономность примерно 100 часов (4 дня), затем начинают разряжаться самостоятельно. Это можно решить, правда?
второй: чтобы получить более быстрое время зарядки, вам нужно увеличить размер, но это подрывает экономику и, возможно, также форм-фактор автомобилей: представьте себе автомобили с «горбом» для аккумулятора?
Понятно, что, чтобы увидеть углеродно-кислородную батарею на электромобилях, нам придется подождать больше ожидаемых двух лет. Возможно, мы никогда их не увидим, но вот в чем дело: они предназначены для чего-то другого.
Углерод-кислород: зарождение новой энергетической сети
Пик производства ветровой и солнечной энергии не совпадает с пиковым спросом на энергию: именно поэтому возобновляемое будущее нашей планеты предполагает использование больших батарей для хранения энергии.
Сегодня источники энергии, такие как ядерная энергия, которые все еще являются частью игры, могут использоваться для пополнения сетевых батарей, когда они разрядятся. В (желаемом) будущем только возобновляемых источников энергии потребуются батареи, и они не могут быть литий-ионными, потому что они будут непомерно дорогими.
Углерода-кислороды, да: они могут стать главными действующими лицами. Они могут сделать возможной энергосистему, работающую на полностью возобновляемой энергии со сверхнизким уровнем выбросов.
В заключение
Судя по всему, сообщение из космоса, которого мы ждали, пришло: от MOXIE пришло необычное решение, которое вскоре может стать сердцем наших энергетических сетей.
Вдвойне удивительная технология: помогите спасти эту планету и исследовать другие. Скажите это всем, кто до сих пор задается вопросом, для чего нужны космические миссии.
