Земля — предельно ценный ресурс, который жаль тратить на размещение систем накопления энергии. Немецкие учёные нашли способ сократить использование земельных участков под энергетическую инфраструктуру. Они предложили запасать возобновляемую энергию в гигантских бетонных шарах на дне озёр, морей и океанов. Пустые шары с генераторами будут опускать на дно, а работу по выработке электричества бесплатно выполнит давление окружающей воды.

Источник изображений: Fraunhofer IEE

Разработкой этого необычного проекта — StEnSea — с 2011 года занимается Институт Фраунгофера (Fraunhofer IEE). В некотором смысле идея напоминает принцип работы гидроаккумулирующих электростанций: когда вода с помощью прерывистой возобновляемой энергии закачивается из нижнего водоёма в верхний, а затем, в ночное время или при безветрии, спускается по трубам с генераторами, производя электричество.

На глубине вода под давлением начнёт поступать в полый бетонный шар из окружающей среды, что приведёт к выработке электроэнергии. Чтобы подготовить ёмкость к приёму новой порции энергии, будет достаточно откачать воду с использованием возобновляемого источника — например, морских ветряных генераторов.

Учёные испытали трёхметровый прототип установки на дне Боденского озера в Европе. На следующем этапе будет изготовлена сфера диаметром 9 метров и массой 400 тонн. На глубине от 600 до 800 метров она позволит аккумулировать 400 кВт·ч энергии и обеспечит мощность до 500 кВт. Эксперимент планируется провести в 2026 году в акватории у Лос-Анджелеса. Власти США инвестировали в проект 4 миллиона долларов. Интересно, что бетонную сферу предполагается напечатать на 3D-принтере — строительные принтеры, способные работать с бетоном, уже доступны на рынке.

В случае успеха будет организовано промышленное производство бетонных сфер диаметром 30 метров. По оценкам разработчиков, шесть таких сфер общей мощностью 30 МВт и ёмкостью 120 МВт·ч обеспечат стоимость хранения энергии на уровне $0,051 за кВт·ч при инвестиционных затратах $177 за кВт·ч. Проект может быть реализован для энергообеспечения прибрежных мегаполисов. Каждая сфера сможет прослужить 50–60 лет. Главное — они не будут занимать землю, оставляя её людям.

Группа учёных из Мюнхенского технического университета (TUM) сообщила о достижении рекордных показателей по ионной проводимости в материалах для литийионных аккумуляторов будущего. По словам исследователей, они обнаружили новый класс материалов, который проще изготовить и который увеличит производительность литийсодержащих аккумуляторов. Открытие подтверждено независимым исследованием и признано крайне перспективным.

Источник изображения: TUM

Для материалов литийионных аккумуляторов важны как электронная, так и ионная проводимость. От мобильности ионов в электролитах (особенно твердотельных) и в электродах зависят важнейшие характеристики аккумуляторов, включая способность отдавать высокие токи без деградации батареи. Сегодня для этого используются сложные многокомпонентные соединения, которые не делают процесс производства дешевле. Учёные из Германии смогли подобрать всего один компонент, который буквально изменит правила игры на рынке аккумуляторов будущего.

Как сообщается в работе, команда под руководством профессора Томаса Ф. Фесслера (Thomas F. Fässler) с кафедры неорганической химии, специализирующейся на новых материалах, частично заменила литий в соединении антимонида лития на металл скандий. Это создало в кристаллической решётке проводящего материала особые пустоты — так называемые вакансии. Эти пустоты помогли ионам лития двигаться легче и быстрее, что привело к установлению нового мирового рекорда по ионной проводимости.

Поскольку измеренная проводимость намного превышала проводимость существующих материалов, для подтверждения характеристик были привлечены специалисты с других кафедр, которым пришлось адаптировать методы измерения для отсечения электронной проводимости, искажавшей результаты тестов.

Учёные предвидят большой потенциал нового материала: «Наш результат на данный момент представляет собой значительный шаг вперёд в фундаментальных исследованиях. Добавив небольшое количество скандия, мы открыли новый принцип, который может стать основой для других комбинаций элементов. Хотя ещё предстоит провести множество испытаний, прежде чем этот материал можно будет использовать в аккумуляторных батареях, мы настроены оптимистично».

«Наша комбинация состоит из лития и сурьмы, но ту же концепцию можно легко применить к системам литий-фосфор. В то время как предыдущий рекордсмен полагался на литий-серу и для оптимизации ему требовалось пять дополнительных элементов, нам в качестве дополнительного компонента нужен только скандий. Мы считаем, что наше открытие может иметь более широкие последствия для повышения проводимости в широком спектре других материалов», — резюмируют исследователи.

Австралийский стартап MGA Thermal завершил производство демонстрационной теплоаккумулирующей установки ёмкостью 5 МВт·ч. Уникальное для отрасли решение позволяет не просто запасать энергию солнца и ветра в тепловом аккумуляторе — оно открывает путь к повсеместной замене парогенерирующих мощностей на ископаемом топливе в промышленности и системах центрального отопления.

Источник изображения: MGA Thermal

Проект MGA Thermal частично финансируется Австралийским агентством по возобновляемым источникам энергии (ARENA). Средства в объёме $1,27 млн были получены компанией в августе 2022 года. Всего на создание пилотной установки в штаб-квартире компании в Томаго требовалось собрать $2,85 млн. На днях MGA Thermal сообщила об успешном запуске опытной установки мощностью 500 кВт, доказав практическую осуществимость концепции.

Экспериментальный тепловой аккумулятор состоит из 3700 «кирпичей» — чуть больше строительных по размеру. Каждый из них представляет собой своего рода графитовый каркас, в который помещён легкоплавкий металл. В процессе нагрева «кирпичей» электричеством от возобновляемых источников металл в каркасе плавится и остаётся жидким до остывания.

Поскольку на переход вещества из одного агрегатного состояния в другое затрачивается больше всего энергии, это даёт возможность запасать её в большем объёме и, следовательно, дольше и эффективнее отдавать при затвердевании металла. По оценкам компании, таким образом можно хранить на 200–300 % больше энергии, чем в случае альтернативных тепловых аккумуляторов. Пилотная система способна отдавать пар в течение 24 часов после полного нагрева со стабильной мощностью 500 кВт.

Созданная MGA Thermal установка рассчитана на отдачу энергии в виде перегретого водяного пара температурой от 150 до 550 °C. Это необходимо для многих промышленных процессов, а также для центрального отопления жилых зданий. Наконец, пар можно направить на обычные паровые турбины для выработки электроэнергии. Установка способна одновременно заряжаться и разряжаться, генерируя пар, что также делает её отличной от аналогичных решений в отрасли.

Генеральный директор MGA Thermal Марк Краудейс (Mark Croudace) заявил, что представленная технология предлагает масштабируемое средство преобразования нестабильной возобновляемой генерации в «высоконадёжные и универсальные» источники технологического тепла и электроэнергии для промышленности.

«Это недостающий элемент головоломки для декарбонизации тяжёлой промышленности, — сказал он. — Мы решили проблему непрерывной подачи пара из непостоянных возобновляемых источников, что делает её технически и коммерчески привлекательной».

Предложенное компанией решение занимает в 24 раза меньше земли по сравнению с другими тепловыми аккумулирующими системами и характеризуется модульным подходом. Систему легко масштабировать хоть до 1 ГВт, уверяют в компании, и заявляют о готовности сотрудничать с любыми заказчиками.

Финская компания Polar Night Energy сообщила о договорённости построить в стране второй тепловой аккумулятор на песке. Это всё ещё будет экспериментальная установка, на базе которой будут испытаны новые решения, включая работу при более высокой температуре накопителя энергии.

Источник изображений: Polar Night Energy

Сейчас в Порнайнене (Pornainen) на юге Финляндии завершается этап проверки работы в зимних условиях первой установки Polar Night Energy пиковой мощностью 1 МВт и ёмкостью 100 МВт·ч. Установка преобразует электричество от солнечных и ветряных электростанций в тепло и запасает его в толще песка. Ёмкость с песком диаметром 15 м и высотой 13 м содержит 2000 т песка.

Впрочем, песок использовался только в пилотной установке мощностью 100 кВт, построенной компанией в 2022 году. В тепловом аккумуляторе в Порнайнене в качестве накопителя тепла применялся так называемый мыльный камень (талькохлорит) — отходы местного производства облицовочного материала для печей, саун и каминов. Он обладает более высокой теплоёмкостью и, следовательно, лучше выполняет функцию накопителя тепла.

Второй масштабный тепловой аккумулятор на песке компания Polar Night Energy договорилась построить в Валкеакоски (Valkeakoski), тоже на юге Финляндии, в сотрудничестве с городской энергетической компанией Valkeakosken Energia. Строительство должно начаться осенью 2025 года и завершиться примерно через год. На новой площадке разработчик планирует применить ряд нововведений, включая поддержку более высокой температуры накопителя тепла для повышения эффективности всей системы. Отработка деталей улучшенной технологии позволит компании выйти на создание установок коммунального масштаба.

Даже по экспозиции проходящей сейчас в Шанхае крупнейшей автомобильной выставки заметно, что местные автопроизводители нацелены на выпуск человекоподобных роботов и летательных аппаратов в качестве следующих сегментов рынка, которые собираются осваивать. При этом у летательных аппаратов имеются особые требования к тяговым батареям.

Источник изображения: EHang

Как сообщает Nikkei Asian Review, со ссылкой на китайское издание Caixin, рынок электролётов в одном только Китае к 2030 году достигнут ёмкости $15,4 млрд, поэтому производители аккумуляторов уже сейчас задумываются о выпуске специализированной продукции. Электрической авиации требуются батареи с меньшей массой, более высокой плотностью хранения заряда и более высокой скорости отдачи энергии.

По данным Sinolink Securities, совершающий по восемь полётов в день электролёт за 20 лет службы потребует замены тяговых батарей не менее 14 раз, если их расчётная долговечность составит 1000 циклов. Одним из требований, предъявляемых к тяговым батареям для электролётов, становится высокая скорость разряда под нагрузкой. По сути, они должны иметь возможность полностью разрядиться за час от двух до трёх раз, тогда как батареи для электромобилей обычно рассчитаны на однократный разряд в течение часа. Высокая интенсивность передачи электроэнергии к тяговым двигателям нужна для вертикального взлёта и посадки, поскольку это энергозатратный этап перелёта.

Подобные свойства при нынешнем уровне развития технологий сказываются на цене батарей. Авиационные становятся в десять раз дороже электромобильных. Например, батарея на 200 кВт·ч для электрического летательного аппарата сама по себе может стоить более $82 000.

Темой создания батарей для электрической авиации сейчас интересуются не только крупные игроки электромобильного сегмента типа CATL, CALB, Eve Energy, Gotion Hi-Tech и Farasis Energy, но и различные стартапы. Гиганты могут тратить слишком много ресурсов на электромобильный сегмент, поэтому у молодых компаний в сфере авиации появляются шансы заявить о себе.

Например, Shenzhen Inx Technology в прошлом году удалось принять участие в испытательном полёте прототипа EHang, оснащённого тяговой батареей твердотельного типа. Она позволила увеличить продолжительность полёта на 60 % до почти 50 минут. Единственным существенным недостатком разработанной твердотельной батареи остаётся более низкая скорость зарядки, что при регулярной эксплуатации летательных аппаратов может стать проблемой.

Тогда как японские и китайские автопроизводители предпочитают разрабатывать твердотельные аккумуляторы своими силами, западные компании стараются полагаться в этом вопросе на стартапы. Концерн Stellantis намерен начать испытывать твердотельные тяговые аккумуляторы Factorial в своих моделях с 2026 года.

Источник изображения: Stellantis

Как отмечает The Verge, сотрудничество Stellantis и Factorial уже привело к появлению прототипов твердотельных аккумуляторов, которые отличаются от традиционных литийионных повышенной плотностью хранения заряда и способностью принимать его быстрее. В частности, первый показатель увеличен до 375 кВт·ч/кг, что несколько выше плотности хранения заряда самых продвинутых литийионных батарей с жидким электролитом, достигающей 300 кВт·ч/кг. Скорость заряда твердотельных батарей Factorial позволяет им восстанавливать его от 15 до 90 % за 18 минут при комнатной температуре.

Более того, аккумуляторы с твердотельным электролитом стабильно работают в диапазоне температур от минус 30 до плюс 45 градусов Цельсия. Отдавать заряд такие батареи тоже способны быстрее, что позволяет улучшить динамические характеристики электромобилей на их основе. Созданные Factorial в сотрудничестве с Stellantis образцы продемонстрировали способность выдерживать до 600 циклов зарядки и разрядки, что неплохо для ранних прототипов.

От сотрудничества с Factorial выиграет не только Stellantis, инвесторами стартапа являются Hyundai и Mercedes-Benz, причём последняя из компаний в следующем году собирается вывести прототипы на основе таких батарей на дороги. Технология Factorial подразумевает использование литийметаллического анода, квазитвердотельного электролита и катода большой ёмкости. Помимо увеличения запаса хода и скорости зарядки, твердотельные аккумуляторы привлекают более высокой пожарной безопасностью и устойчивостью к перепадам температуры окружающего воздуха. Высокая плотность хранения заряда позволяет при необходимости снизить массу тяговой батареи, а это тоже способно положительно сказаться на запасе хода электромобиля.

Китайская компания CATL остаётся крупнейшим в мире производителем тяговых батарей для электромобилей и гибридов, занимая 38,2 % рынка по итогам двух первых месяцев текущего года. В этом месяце она представила технологии для ускорения заряда литийионных батарей и натрий-ионные аккумуляторы, которые при минус 40 °C не теряют свой заряд от температуры.

Источник изображения: CATL

Нелюбовь литийионных батарей с жидким электролитом к отрицательным температурам приводит к тому, что электромобили при эксплуатации в зимних условиях не только теряют часть остаточного заряда вместе с запасом хода, но и отказываются принимать заряд на станциях с той же скоростью, что и летом. Устранить этот недостаток призваны как литийионные батареи с твердотельным электролитом, так и натрий-ионные батареи, разработкой которых занимаются многие компании, начиная с различных стартапов.

Как отмечает Bloomberg, на сегодняшнем мероприятии, которое предваряет начало работы крупной автомобильной выставки в Шанхае, компания CATL рассказала о своих перспективных разработках. Прежде всего, литийионные батареи семейства Shenxing были усовершенствованы таким образом, что теперь могут принять за пять минут такой заряд, которого хватит на 520 км пути. С нуля до 80 % такая батарея заряжается за 15 минут. Конкурирующая BYD, напомним, пока может предложить восполнение заряда на специальных экспресс-станциях высокой мощности на 400 км за те же пять минут. CATL надеется сделать обновлённые батареи Shenxing эталоном для всей отрасли. Важно, что только в этом году эти батареи начнут использовать более 67 новых моделей транспортных средств. В целом, новое поколение Shenxing может обеспечить запас хода до 800 км и поддерживать экспресс-зарядку с мощностью до 1,3 МВт. Даже при 10 градусах мороза по Цельсию такая батарея способна восстановить заряд с 5 до 80 % примерно за 15 минут.

Кроме того, компания объявила, что завершила разработку натрий-ионных батарей семейства Naxtra, которые прекрасно зарекомендовали себя во время испытания как при высоких, так и при низких температурах. На 40-градусном морозе, например, они почти не теряют заряд, в отличие от популярных сейчас литийиоинных аккумуляторов с жидким электролитом. Для гибридов CATL готова выпускать батареи Naxtra в ёмкостях, обеспечивающих запас хода чисто на электротяге до 200 км, а для электромобилей — до 500 км. Плотность хранения заряда в батареях семейства Naxtra достигает 175 Вт‧ч/кг. Ресурс батарей рассчитан на 10 000 циклов перезарядки. По данным CATL, при температуре минус 30 °C батареи Naxtra способны восстановить заряд с 30 до 80 % за 30 минут, а при остаточном заряде 10 % электромобиль на их основе способен двигаться со скоростью не менее 120 км/ч. Аналогичную скорость они могут обеспечивать при температуре среды минус 40 °C.

Важным преимуществом натрий-ионных батарей также является их более высокая пожаробезопасность. Натрий также дешевле лития, поэтому в какой-то момент такие батареи могут оказаться выгоднее в производстве, хотя для этого необходимо существенно нарастить объёмы выпуска.

На мероприятии в понедельник CATL также продемонстрировала тяговые батареи с гибридным химическим составом, позволяющим сочетать преимущества аккумуляторных ячеек разных типов в одном транспортном средстве. При определённых условиях они способны обеспечивать запас хода до 1500 км. Часть разработок CATL может найти применение и в авиации. По крайней мере, на батареях этой марки электролёты смогут перемещаться на расстояние до 250 км, как утверждают представители компании.

Чем больше звеньев в цепи теплопередачи, тем хуже эффективность теплоотвода, поэтому в серверном сегменте уже давно взята на вооружение технология погружного жидкостного охлаждения. Как выясняется, представители тайваньской Xing Mobility готовы предложить аналогичное решение производителям тяговых батарей, и британская Caterham представит спорткар Project V с этим ноу-хау к 2027 году.

Об этом в интервью Nikkei Asian Review заявил президент материнской структуры Caterham VT Holdings Кадзухо Такахаши (Kazuho Takahashi). Британский автопроизводитель намерен применить систему погружного жидкостного охлаждения Xing Mobility в тяговых батареях спорткара Project V одним из первых в мире. Формально, это уже сделал McLaren ещё в 2018 году в своём гибриде Speedtail, но он был выпущен в количестве всего 100 экземпляров, да и использовал ДВС в составе силовой установки.

Тайваньская компания Xing Mobility была основана в 2015 году выходцами из Tesla и Panasonic, первоначально она намеревалась разрабатывать электромобили, но трудности пандемии вынудили её присмотреться к другим сегментам рынка, и в итоге было решено сосредоточиться на создании систем жидкостного охлаждения для тяговых батарей электромобилей. Для производителей электрических спорткаров скорость передачи тепловой энергии в таких системах очень важна, поскольку силовая подсистема машины подвергается повышенным нагрузкам при интенсивном движении. Как отмечают представители Xing Mobility, погружная жидкостная система обеспечивает ускорение теплообмена на 30 % по сравнению с традиционными.

В последних элементы системы охлаждения батареи контактируют с аккумуляторными ячейками через термоинтерфейс и разного рода теплопроводные пластины, а Xing Mobility предлагает погружать в охлаждающую жидкость эти самые аккумуляторные ячейки. Если судить по серверным системам аналогичного принципа действия, используется специальная диэлектрическая жидкость. Тайваньская компания готова строить такие системы охлаждения для аккумуляторных ячеек любого производителя. В случае со спорткаром Caterham это будут ячейки Panasonic.

Впрочем, помимо дороговизны, такие решения обладают ещё одним недостатком — возросшей массой тяговой батареи. Выходом может стать уменьшение количества аккумуляторных ячеек в составе батареи с целью уменьшения массы, поскольку при наличии развитой сети зарядных станций снижение ёмкости батареи можно компенсировать увеличением скорости зарядки.

Система Xing Mobility использует комплекс датчиков и продвинутый мониторинг для ускоренного формирования оптимального температурного режима эксплуатации тяговых батарей. Температуру ячеек удаётся удержать в оптимальном диапазоне от 0 до 40 градусов Цельсия практически в любых условиях, включая зимние. Работая на подогрев батарей, данная система обеспечивает более эффективную зарядку и предотвращает потерю ёмкости батареи на морозе. На скоростных зарядных станциях время восполнения заряда с 10 до 80 % удаётся сократить до 13 минут, тогда как машины с традиционной системой охлаждения батареи из-за её перегрева могут тратить на это до 40 минут.

Caterham собирается своё электрическое купе Project V продавать по цене $106 000. Для более демократичных электромобилей внедрение системы погружного жидкостного охлаждения батареи пока остаётся нецелесообразным. Её массовый выпуск Xing Mobility намеревается начать в следующем году и постарается снизить стоимость. Высокие затраты уже отпугнули от подобных систем несколько японских автопроизводителей, как отмечает источник.

Одной из главных «страшилок», которые сдерживают потребительское принятие электромобилей, является якобы высокая пожароопасность тяговых аккумуляторов. В Китае с июля следующего года будут введены новые, более жёсткие требования к безопасности данного вида продукции, которые позволят снизить количество возгораний тяговых батарей.

Источник изображения: CATL

Как поясняет CarNewsChina, новые стандарты тестирования тяговых аккумуляторов на пожарную безопасность в Китае с 1 июля 2026 года предложило ввести Министерство промышленности и информационных технологий (MIIT). В новой редакции отраслевые правила становятся первым в мире стандартом, требующим от производителей тяговых батарей предотвращать возгорание даже при возникновении так называемого «теплового разгона», когда химическая реакция с выделением тепла внутри батареи приводит к практически необратимым последствиям. Тест на противодействие тепловому разгону станет обязательным для производителей тяговых батарей в Китае. Более того, новые требования подразумевают, что даже если термохимическая реакция внутри тяговой батареи уже началась, выделяемый при этом дым не должен вредить здоровью находящихся в салоне электромобиля людей.

Предыдущая редакция стандарта ограничивалась только существованием механизма предупреждения пассажиров и водителя о неизбежности возгорания за пять минут до его начала. В новой редакции в программу обязательного тестирования включена проверка последствий механического воздействия на тяговую батарею при наезде днищем машины на препятствие. Надёжность процесса экспресс-зарядки в будущем станет проверяться в ходе нового теста, который подразумевает способность тяговой батареи выдержать 300 циклов с последующей проверкой коротким замыканием, после которого она не должна воспламеняться.

Отраслевые эксперты считают, что введение более строгих правил приведёт к консолидации китайской отрасли по производству тяговых аккумуляторов, которая уже породила двух доминирующих игроков в лице CATL и BYD. Первая, кстати, внедрила при производстве своих тяговых батарей технологию защиты от теплового разгона ещё в 2020 году, поэтому её продукция как минимум соответствует одному из вводимых регуляторами требований. Уверенность потребителей в более высокой безопасности батарей, в конечном итоге, будет способствовать росту спроса на электромобили и подзаряжаемые гибриды.

Группа учёных из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) продвинулась по пути создания безопасного литиевого аккумулятора. Современные литиевые батареи подвержены риску возгорания при повреждении — этой проблемы лишена новая разработка. Более того, созданный исследователями аккумулятор может без последствий растягиваться, сгибаться и даже подвергаться частичному разрушению — делать всё то, что необходимо для развития робототехники.

Источник изображений: UC Berkeley

Предыдущие разработки в этой области не могли похвастаться длительным сроком службы и большим числом циклов зарядки. Аккумулятор «из Беркли» преодолел эти и другие ограничения, продемонстрировав на примере прототипа способность выдерживать как минимум 500 циклов зарядки. Примерно столько же циклов обещают выдерживать современные массовые литий-ионные аккумуляторы.

В процессе создания устойчивого к грубым физическим воздействиям аккумулятора исследователи решали две основные задачи. Во-первых, батарея не должна была содержать токсичных материалов. Во-вторых, структура электролита должна была самостоятельно сохранять форму — если это определение уместно для электролита в виде «желе». Учёные справились с обеими задачами, хотя не всё получилось идеально.

«Современные аккумуляторы требуют жёсткой оболочки, потому что используемый в них электролит взрывоопасен. Мы хотели создать аккумулятор, который можно было бы безопасно использовать без твёрдой упаковки, — поясняют учёные. — К сожалению, гибкая упаковка из полимеров или других эластичных материалов может легко пропускать воздух или воду, которые вступают в реакцию со стандартными электролитами, выделяя много тепла и потенциально приводя к пожарам и взрывам. Именно поэтому в 2017 году мы начали экспериментировать с квазитвёрдыми гидрогелевыми электролитами».

Поскольку готового решения не существовало, исследователи перепробовали множество соединений, прежде чем добились образования надёжных молекулярных связей в электролите при сохранении приемлемой ионной проводимости. В частности, рабочее напряжение аккумулятора удалось поднять до 3 В и даже немного выше, тогда как ранее квазитвёрдые гидрогелевые электролиты ограничивали этот показатель уровнем около 1,2 В, что недостаточно для практического применения.

В основу нового электролита легли так называемые цвиттерионные (zwitterionic) полимеры — класс макромолекул, содержащих одновременно положительно и отрицательно заряженные группы в основной или боковых цепях. Эти заряды расположены близко друг к другу и часто нейтрализуют друг друга, формируя молекулы с общей электрической нейтральностью. В аккумуляторах такой полимер использовал свои «положительные стороны» для установления связей с молекулами воды, а отрицательный заряд — для притягивания ионов лития.

Эксперименты показали, что гидрогелевая батарея в мягкой оболочке поглощала всего 19 % влаги из воздуха при влажности 50 %. Это позволяло аккумулятору работать при напряжении 3,1 В. Двумя заметными недостатками новой батареи стали более быстрая потеря ёмкости — до 60 % от первоначального уровня после 500 циклов зарядки (в то время как современные аккумуляторы теряют не более 20 %), а также низкая плотность запасаемой энергии, составляющая всего около 10 % от уровня современных батарей.

Зато новый мягкий аккумулятор в гибкой полимерной упаковке можно было без последствий сгибать, скручивать, прокалывать и даже разрезать. Он даже восстанавливался после порезов — хотя для этого его требовалось запекать в печи. Учёные уверены, что вновь приобретённые свойства помогут в создании более безопасной электроники — от робототехники до носимых устройств. Тем более что характеристики аккумулятора ещё можно улучшить. Это лишь вопрос времени и дальнейших научных исследований.

Британская компания Verge Motorcycles установила мировой рекорд пробега электромотоцикла на одной зарядке аккумуляторов и попала с этим достижением в Книгу рекордов Гиннесса. Модель Verge TS Pro проехала по Лондону и его окрестностям рекордные 311 км и при этом сохранила 7 % заряда батареи. Езда в городской черте пошла электромотоциклу на пользу: запас его хода по трассе составляет всего 200 км. Частые торможения подзаряжали аккумуляторы, что позволило проехать больше.

Источник изображений: Verge Motorcycles

Компания подчёркивает, что электромотоцикл испытывали в условиях реальной езды по мегаполису — со светофорами, пешеходными переходами и пробками. За счёт механизма рекуперации энергии торможение подзаряжало аккумуляторы транспортного средства, увеличив дальность хода на впечатляющие 30 % и более.

Два мотоциклиста — Сэм Кларк (Sam Clarke) и Сара Сломан (Sara Sloman) — сменяли друг друга каждый час. На весь пробег ушло 16 часов. Команда не стала разряжать аккумуляторы до нуля, чтобы не завышать планку и показать реалистичное представление о возможностях данного транспортного средства. Таким образом, покупатели модели Verge TS Pro могут точно оценить её способности при передвижении по городу. Более дорогие модели электромотоциклов компании — TS Ultra и California Edition TS Pro — тем более способны повторить это достижение.

Модель Verge TS Pro, пожалуй, одна из самых заметных на рынке. Её заднее бескамерное колесо оснащено электродвигателем мощностью 102 кВт. Крутящий момент двигателя составляет 1000 Н·м, что позволяет электромотоциклу разгоняться до 100 км/ч за 3,5 секунды. Масса транспортного средства достигает 245 кг. Мотоцикл оборудован компьютером с ИИ, беспроводными и сотовыми модулями, а также первоклассной подвеской Öhlins и другими приятными функциями, обеспечивающими комфортное передвижение.

Установившая рекорд модель Verge TS Pro относится к относительно недорогому классу электрических транспортных средств: её цена начинается от $29 900. Модель TS Ultra стоит от $44 900. Поставки в США ожидаются в третьем квартале 2025 года.

Поиски жизнеспособной альтернативы литийионным аккумуляторам ведутся уже не одно десятилетие, до фазы коммерческого производства подобные решения только начинают доходить, и натрий-ионные батареи можно считать одним из них. Они не боятся мороза и быстро заряжаются, не особо при этом нагреваясь. При разумной долговечности это делает их оптимальным выбором для коммерческой техники.

Источник изображения: Hina Battery

Основанная в 2017 году компания Hina Battery недавно представила в Китае свои натрий-ионные аккумуляторы Haixing, которые разделены на четыре серии. K150 и K210 ориентированы на электротранспорт с небольшим запасом хода, а K280 и K350 предназначены для сегмента логистики, где подразумеваются большие пробеги и интенсивная эксплуатация.

Натрий-ионные аккумуляторы Hina Battery обеспечивают плотность хранения заряда 165 Вт‧ч/кг, при этом они могут быть заряжены на 100 % за 20–25 минут, не особо нагреваясь в процессе. По сути, при использовании станций экспресс-зарядки с большой силой тока температура тягового аккумулятора повышается всего на 10 градусов Цельсия. Даже при условии регулярного использования только экспресс-зарядки, батареи способны выходить более 8000 циклов, а в диапазоне температур от минус 45 до плюс 45 градусов Цельсия они практически не меняют эксплуатационных показателей.

С февраля 2023 года натрий-ионные батареи Hina проходят испытания на прототипах электромобиля Sehol E10X, которые выпущены совместным предприятием JAC и Volkswagen. В январе прошлого года начался выпуск компактного электромобиля Yiwei 3, который также оснащается батареями этого типа. Такие аккумуляторы, по замыслу производителя, лучше всего оправдывают своё применение в сегменте коммерческого транспорта.

За несколько десятилетий Китаю удалось стать крупнейшим поставщиком литийионных аккумуляторов в мире, а также подмять под себя ресурсную базу далеко за пределами страны. Власти КНР намерены усилить контроль за экспортом технологий, применяемых при обработке редкоземельных минералов и производстве аккумуляторов, поскольку считают данные ноу-хау стратегически важными для национальной экономики.

По данным Nikkei Asian Review, период публичных слушаний по новым ограничениям завершился в феврале, и вскоре они должны вступить в силу в Китае. Компаниям, желающим перенести производство за пределы страны или лицензировать технологии зарубежным клиентам, придётся получать специальное разрешение в Министерстве торговли КНР.

На мировом рынке Китай занимает примерно 90 % в сфере производства материалов для катодов литийионных аккумуляторов и галлия. Кроме того, на территории страны применяются передовые технологии переработки сырья и производства аккумуляторов, поэтому их местные власти готовы оберегать от утечки за рубеж в недружественные страны.

Галлий является побочным продуктом переработки алюминия, поэтому соответствующими технологиями в Китае занимаются именно представители цветной металлургии. К их зарубежной деятельности со стороны властей страны теперь будет повышенное внимание. Среди западных стран немало желающих заполучить предприятия по производству тяговых аккумуляторов на своей территории, импорт технологий при этом также подразумевается из Китая. Власти отдельных государств при этом требуют от китайских производителей делиться технологиями, чтобы предоставлять их местным конкурентам. До сих пор экспортные ограничения в Китае касались самого сырья, но теперь появилось осознание необходимости защиты ноу-хау.

Японская компания Elecom открыла продажи первых в мире пауэрбанков на натрий-ионных аккумуляторах. Устройства заявлены как морозоустойчивые и пожаробезопасные, чем не могут похвастаться литийионные аккумуляторы, которые используются в подавляющем большинстве портативных накопителей энергии. Предложение компании ограничено, что не даёт покупать более трёх устройств в одни руки.

Источник изображений: Elecom

В перспективе использование ионов натрия вместо ионов лития в аккумуляторных батареях обещает сделать устройства для хранения энергии существенно дешевле современных. Натрия очень много на Земле в отличие от довольно скромных запасов лития. Также аккумуляторы на солях натрия пожаробезопасны и не взрываются как литиевые батареи. Наконец, натрий не характеризуется повышенной токсичностью для окружающей среды, тогда как литий не поддаётся безопасной утилизации.

Предложенный компанией Elecom пауэрбанк обладает ёмкостью 9000 мА·ч. Вес устройства достигает 350 г. Его размеры составляют 87 × 31 × 106 мм. Через встроенный порт USB-C PD новинка отдаёт 45 Вт мощности, а через порт USB-A — 18 Вт. Заявленное число циклов заряда достигает 5000, что существенно больше возможностей большинства литиевых аккумуляторов.

Модель DE-C55L-9000BK выполнена в корпусе чёрного цвета, а DE-C55L-9000LGY — в светло-сером. Стоимость этих пауэрбанков Elecom в Японии равна 9 980 иен ($68), что ощутимо дороже похожих устройств на литийионных аккумуляторах.

Покупатель, заплатив за натрий-ионные аккумуляторы Elecom достаточно большие деньги, может ожидать от них безопасной работы дома и возможности использования при морозе до -35 °C.

Google давно работает над тем, чтобы продлить срок службы аккумуляторных батарей, для чего в устройствах Pixel была реализована поддержка функции адаптивной зарядки и возможность ограничения уровня заряда до 80 %. Теперь же с выходом бета-версии Android 16 beta 3 в меню настроек появился новый раздел, в котором отображается информация о состоянии аккумуляторной батареи устройства.

Источник изображения: Andreas Haslinger / Unsplash

В новом разделе можно менять режим зарядки аккумулятора, но это не самое любопытное. Операционная система пытается определить, насколько хорошо функционирует батарея, а собранная в процессе диагностики информация касательно этого вопроса отображается в новом разделе. Поскольку в настоящее время найти смартфон со сменным аккумулятором весьма непросто, новый раздел может оказаться полезным, поскольку пользователь будет видеть уровень потерянной ёмкости за время использования устройства.

Источник изображения: androidauthority.com

Здесь же размещены дополнительные материалы касательно того, как может изменяться ёмкость батареи с течением времени и что нужно делать, чтобы продлить срок службы аккумулятора. Эта информация будет полезна для людей, которые хотят больше узнать о состоянии аккумулятора устройства и способах продления жизненного цикла батареи. На данном этапе трудно сказать, насколько точно Android 16 сможет оценивать состояние аккумулятора и будет ли отображать снижение ёмкости батареи после каждого цикла зарядки. Больше информации об этом нововведении появится по мере приближения к релизу стабильной версии операционной системы.