Производитель электромобилей Tesla Motors подал заявку на патент,
описывающий гибридную аккумуляторную систему, которая позволяет
увеличить запас хода электрических транспортных средств. О направленной
еще в июле 2013 года заявке стало известно в сентябре. Краткое описание разработки приводит Phys.Org.
Дополнительный запас хода, как сообщается в патенте, обеспечивается
за счет применения двух различных типов аккумуляторов: основного
литий-ионного (аналогичного тем, что уже используются в автомобилях
Tesla) и дополнительного металл-воздушного.
В заявке при этом не сообщается, какие именно металл-воздушные
аккумуляторы предполагается использовать. В подобных электрохимических
элементах питания, где катод выполнен в виде воздушного электрода
(пористой металлической пластины), в качестве анодного материала обычно
применяются литий, алюминий или цинк.
Использование металл-воздушных элементов позволяет увеличить запас
хода электромобиля, поскольку их энергетическая плотность в разы
превышает показатели как традиционных литий-ионных аккумуляторов, так и
бензиновых двигателей. В данном случае речь идет о количестве энергии,
которую может выработать тот или иной источник, в пересчете на массу.
Для бензина этот показатель составляет около 1,7 киловатт-часа
(переданной колесам энергии) на килограмм, а для литий-воздушных
элементов плотность энергии может теоретически достигать 12
киловатт-часов на килограмм.
Вместе с тем, в патентной заявке не указано, какие энергетические
показатели будут достигнуты при использовании разработки. При этом
сообщается, что металл-воздушный элемент будет использован только в
особых режимах для подзарядки основного аккумулятора. Это связано с тем,
что каждый цикл перезаряда металл-воздушного элемента значительно
сокращает его ресурс.
Металл-воздушные аккумуляторы в электромобилях ранее применялись
только для демонстрации преимуществ их емкости, но не в качестве
практической реализации технологии. В настоящее время разработкой таких
элементов занимается корпорация IBM, которая поставила задачу создать литий-воздушный аккумулятор размером с бензобак и обеспечивающий запас хода в 800 километров.
Внедрение новых технологических решений для развития электромобилей, как показало опубликованное
в августе исследование, опережает по скорости развитие как гибридных
автомобилей, так и машин с двигателем внутреннего сгорания. В частности,
стоимость аккумуляторов за четыре года упала вдвое, как и вес
электрохимических элементов.