Пока «Боинг» мучается со своими литий-ионными батареями, а «Эрбас» продолжает уповать на проверенную никель-кадмиевую технологию, в мире уже идут разработки батарей будущего – твердотельных.
[divider][space height=»20″]
[dropcap color=»#555555″]К[/dropcap]ак следует из названия, в новых батареях в твердом состоянии находятся не только электроды, но и электролит. В перспективе такие батареи обеспечивают большую плотность заряда на единицу массы, медленный саморазряд и способность работать в большом диапазоне температур. Кроме того, отсутствие жидкого электролита означает отсутствие его протечек и в частности термического разгона с последующим возгоранием, которое так подгадило «Боингу». Уже существует опытное производство твердотельных аккумуляторов, и ожидается, что к 2020 году начнется применение твердотельных батарей в военной технике, а к 2024 году они смогут на равных конкурировать с литий-ионными в гражданских применениях.
Двенадцать лет – это очень много, особенно при все увеличивающемся спросе на емкие аккумуляторы. Но и трудности перед разработчиками таких батарей стоят немалые, причем основной будет снижение стоимости. Сейчас киловаттная литий-ионная батарея стоит порядка 400 долларов, через 10 лет цена должна упасть приблизительно вдвое, и, чтобы быть конкурентоспособными, твердотельные батареи должны будут иметь сопоставимую стоимость.
А пока сопоставлять нечего: «твердотельный» киловатт потянет на миллионы долларов, так что на первых порах о больших батареях говорить не приходится. Но твердотельные батареи имеют еще тот плюс, что их элементы, в отличие от тех же литий-ионных, можно сделать очень маленькими, что открывает им путь на рынок всяких мелких высокотехнологичных устройств, и уже с этого трамплина новые батарейки двинутся завоевывать мир.
Сначала, естественно, будут всякие мобильные устройства, потом, глядишь, дело дойдет до автомобилей, а там и до самолетов недалеко.
На первый взгляд кажется, что автомобили в этой цепочке лишние, тем более что для них нужны батареи куда более мощные, чем для самолета. Действительно, нынешний электрический Nissan Leaf несет на борту батарею в 24 киловатта – в 12 раз мощнее, чем злополучные батареи В787, и она соответственно обойдется во столько же раз дороже. Но как раз гораздо больший спрос на батареи со стороны автостроителей будет способствовать развитию и удешевлению технологии для выхода на этот крупный рынок. Стандарты безопасности там, конечно, не авиационные, но тоже достаточно высокие, так что все логично. Работы по твердотельным батареям с конкретным прицелом на автомобильный рынок уже ведутся в той или иной степени едва ли не всеми крупными автопроизводителями, вот только результатов ждать придется долго…
Увы, ничего лучшего для авиационного сектора не предвидится, хотя для наземного применения предлагаются еще несколько новых типов аккумуляторов. Например, литий-воздушные батареи имеют самый большой удельный заряд на единицу массы, но они больше по размерам и требуют периферийных устройств, а на разработку потребуются те же 10-15 лет. Литий-серные считаются более перспективными и, как ожидается, к 2020 году будут широко представлены на рынке мобильных устройств. Но у обоих батарей, созданных с применением лития, есть проблемы с высокой химической активностью этого металла, то есть с точки зрения пожарной безопасности, особенно в случае повреждения корпуса, что эти батареи, что литий-ионные не внушают доверия. Есть еще воздушно-цинковые аккумуляторы, они более безопасны, но зато у них есть проблемы с процессом зарядки: она крайне сложна и ненадежна, вдобавок требует большого расхода электроэнергии.
Ну и есть еще топливные элементы – и опять с крайне туманными перспективами. Так что надежда только на твердотельные батареи, а пока – привычный никель-кадмий…
