Заправка аккумулятора: Как заправить аккумулятор автомобиля

Как заправить аккумулятор автомобиля

В большинстве автомобилей аккумуляторы герметизированы на весь срок службы. Тем не менее, у них есть небольшое вентиляционное отверстие, через которое выходит газ. Таким аккумуляторам не требуется дозаправка.

В других аккумуляторах уровень жидкости проверяется раз в месяц. Если жидкости недостаточно, ее можно долить.

Не стоит лить в аккумулятор обычную воду из-под крана. Она содержит минеральные вещества, которые вызывают ненужные химические реакции. Используйте дистиллированную воду или специальную жидкость.

Избегайте перелива, из-за которого жидкость может попасть в вентиляционное отверстие после того, как аккумулятор начнет заряжаться.

При осмотре аккумулятора не подносите к нему открытый огонь. Внутри находится электролит, который может выделять огнеопасный газ, особенно после зарядки.

Заправка аккумулятора

Перед доливом жидкости очистите поверхность рядом с крышкой, чтобы грязь не попала внутрь аккумулятора.

Аккумуляторы весят довольно много, поэтому у них есть ручки или уступы, чтобы было удобнее вытаскивать их наружу.

Электролит представляет собой смесь серной кислоты и очищенной воды. Это агрессивная и опасная жидкость. Постарайтесь не пролить ее на руки или одежду.

Если это все же случилось, промойте пораженную поверхность водой. Если жидкость попала в глаза, промойте их проточной водой и обратитесь к врачу.

Если электролит попал на поверхность внутри автомобиля, как можно быстрее смойте его большим количеством воды.

При отсутствии протечек падение уровня жидкости в аккумуляторе происходит из-за испарения воды.

Если уровень жидкости падает слишком низко, аккумулятор начинает работать менее эффективно.

Если в ячейке аккумулятора долго не будет жидкости, произойдут необратимые повреждения. Таких ситуаций допускать нельзя, т.к. для накапливания нужного количества заряда требуется, чтобы все доступные ячейки функционировали нормально.

Аккумулятор с поврежденными ячейками придется заменить.

Скорость испарения электролита зависит от двух факторов: температуры под капотом (если аккумулятор находится именно там) и степени избыточной зарядки.

В общем случае, чем выше температура, тем чаще требуется заправлять аккумулятор. Как правило, проверка проводится раз в месяц. Если стоит теплая погода или при ежемесячной проверке выясняется, что уровень жидкости слишком низок, проверяйте аккумулятор чаще. Аккумуляторы протекают крайне редко. Тем не менее, если при плановой заправке вам потребовалось долить больше жидкости, чем обычно, это повод насторожиться.

Если по каким-либо причинам аккумулятор получает избыточный заряд, следы электролита обнаруживаются рядом с крышками ячеек или в верхней части корпуса (см. раздел Проверка аккумулятора).

Как заправить автомобильный аккумулятор

Снимите крышки ячеек или желобов и заполните каждую ячейку до отметки на корпусе. Если отметки нет, лейте жидкость до тех пор, пока она не покроет пластину. Для того, чтобы увидеть пластику, необходимо заглянуть внутрь через отверстие.

Помимо дистиллированной воды можно использовать специальную жидкость, купленную на станции техобслуживания или в магазине с комплектующими. Покупайте жидкость в запечатанных контейнерах, чтобы она была максимально чистой.

В качестве альтернативы можно использовать талую воду, собранную в чистую банку или бутылку.

Перед заправкой очистите поверхность рядом с крышками, чтобы грязь не попала внутрь.

Крышки ячеек снабжены вентиляционными отверстиями, через которые выходит газ, образующийся при зарядке аккумулятора. Не забудьте очистить эти отверстия.

После заправки вытрите воду, пролившуюся на верхнюю стенку корпуса.

Автоматическая заправка

В некоторых аккумуляторах желоба расположены в верхней части, что позволяет заправлять их автоматически.

В аккумуляторах с крышками на желобах обычно есть пластиковые ограничители, которые перекрывают подачу воды.

Для этого необходимо снять крышку и налить жидкость в желоб, чтобы ограничители отмерили нужное количество и закрылись самостоятельно.

Автоматическая заправка особенно выгодна для автомобилей с необычным расположением аккумулятора, когда у заправляющего нет возможности заглянуть внутрь и оценить уровень жидкости.

Возьмите бутылку с жидкостью и вставьте горловину в желоб. Как только ячейка будет заполнена до нужного уровня, вода будет перекрыта.

Использование гидрометра

Сожмите грушу гидрометра, опустите носик в ячейку и отпустите рушу. Вытащите гидрометр и снимите показания поплавка. Сожмите грушу, чтобы вытолкнуть электролит обратно в ячейку.

Показания гидрометра дают представление об эффективности зарядки аккумулятора путем измерения плотности электролита, которая меняется в зависимости от количества заряда.

Плотность определяется как отношение веса определенного объема жидкости к весу того же объема воды.

Плотность электролита при полностью заряженном аккумуляторе должна составлять 1,270-1,290. Это означает, что электролит в 1,270 раз тяжелее воды.

Когда аккумулятор теряет заряд, плотность электролита падает до 1,130 и ниже.

Для измерения плотности используется специальный инструмент — гидрометр, в котором есть поплавок с грузом. На поплавке есть мерная шкала (как правило, от 1,10 до 1,30).

Вставьте носик гидрометра в ячейку, сожмите грушу и отпустите ее, чтобы сделать забор электролита. При правильном заборе электролит поднимает поплавок, но не касается груши.

Снимите показания с поплавка.

Степень заряженности аккумулятора определяется тем, насколько показания гидрометра ниже 1,290. Например, если гидрометр показывает 1,200, это означает, что аккумулятор заряжен наполовину.

Некоторые поплавки окрашиваются в разные цвета, обозначая низкий, средний или высокий уровень заряда. В некоторых гидрометрах поплавок заменен тремя шариками с разным весом. Уровень заряда определяется по количество шариков, плавающих на поверхности электролита.

Сняв показания, выплесните электролит обратно в и сделайте забор из следующей ячейки. Показания гидрометра для всех ячеек должны быть примерно одинаковы. Любое отклонение будет свидетельствовать о дефекте. В этом случае аккумулятор придется заменить.

Замеры рекомендуется проводить после зарядки аккумулятора или по истечению 30 минут с момента запуска двигателя. Перед замером необходимо отключить двигатель и сигнальные лампы.

Следует помнить, что результаты измерений, сделанных сразу после заправки аккумулятора, неверны.

Заправка аккумулятора YUASA

Самый главный враг аккумулятора это сульфатация. Сульфатация уменьшает ёмкость аккумулятора. К сульфатации приводит: 1) повышенная плотность электролита; 2) низкий уровень электролита в аккумуляторе; 3) частые глубокие разряды; 4) длительное хранение в разряженном состоянии; 5) частые заряды током большой величины.

При подключении зарядного устройства к аккумулятору, подключаем сначала плюс, затем минус, чтобы не произошло искрения, что при большом скоплении паров электролиза кислоты и пластин может привести к взрыву.

Заправить щелочной аккумулятор YUASA очень легко, но нужно быть осторожным, ведь кислота имеет свойство разъедать даже кости.

Итак приступим.

В коробке с аккумулятором имеются: сам аккумулятор, заправочные капсулы с кислотой, болты с гайками (для крепежа клем) и инструкция производителя.

Не заправленный аккумулятор имеет небольшой заряд.

Для начала снимаем фольгу с заливных горловин аккумулятора.

Затем снимаем осторожно крышку с заливных капсул, так, чтобы не повредить фольгу.

Потом переворачиваем капсулы горлышками вниз и вставляем в заливные отверстия аккумулятора, тем самым прорезая фольгу. Электролит медленно стекает в аккумулятор. Если не охота ждать, то можно проделать маленькие отверстия на каждой из капсул и электролит быстро перельётся в аккумулятор (если отверстия будут не совсем малы, то электролит может вылиться частично наружу).

На фото ниже видно, что последняя капсула с дырочкой уже пуста, в то время, как остальные лишь начали медленно переливаться в аккумулятор.

После того, как электролит залит, снимаем капсулы и закрываем отверстия аккумулятора крышкой (которая изначально была на капсулах).

Замеряем напряжение на клемах аккумулятора и видем, что оно выросло до нормы.

Закручиваем болты с гайками, которые держат клеммы. Аккумулятор готов к использованию.

 

Зарядка аккумулятора автомобиля — цена в Москве, стоимость выездной зарядки аккумуляторов на YouDo

Если вам нужна профессиональная помощь на дороге – зарядка аккумулятора в Москве выполняется специалистами, зарегистрированными на сайте Юду. Исполнители Юду в любое время готовы приехать по указанному вами адресу в черте города и провести зарядку аккумулятора легкового или грузового авто. Вы можете обратиться к мастеру круглосуточно, он дешево окажет скорый автомобильный сервис.

Почему лучше обращаться к исполнителю Юду?

Зарядка аккумулятора автомобиля в Москве будет осуществлена исполнителем Юду в минимальные сроки после обращения. У профессионалов всегда есть с собой современные инструменты и оборудование, благодаря которым работа проводится оперативно. При обращении к исполнителю Юду вы получите следующие преимущества:

• оперативная автотехпомощь с выездом в любую точку города
• доступные цены, согласование стоимости услуг
• качественный сервис, использование проверенных расходных материалов
• запуск аккумулятора на автомобилях любых марок и моделей

Исполнители Юду могут подзарядить севшие автомобильные аккумуляторы за несколько минут и завести авто. Сроки выполнения работ зависят от состояния АКБ, марки и модели транспортных средств. После оформления заказа на сайте Юду вы можете вызвать мастера по любому адресу в Москве и получить автопомощь на высоком профессиональном уровне. Специалисты Юду заряжают разряженные аккумуляторы в следующих случаях:

• устройства не использовались длительное время
• АКБ неисправны или повреждены, не происходит заряд
• произошла дополнительная нагрузка при низких температурах

Исполнители Юду проводят запуск двигателей или зарядку аккумуляторов от внешних источников (например, от других автомобилей). Если завести машину на месте не получается, профессионал транспортирует ее в мастерскую. Выездной автосервис, который проведет исполнитель Юду, поможет сэкономить ваши время и деньги.

Как проводится работа?

Мастером Юду будет недорого и быстро оказана необходимая помощь на дороге: зарядка аккумулятора в Москве с выездом по любому адресу, транспортировка автомобиля к станции технического обслуживания и другие работы. Исполнитель Юду осуществит срочный выезд, и вам не придется долго ждать. Разряженные аккумуляторы мастера Юду заряжают в срок от нескольких минут на месте до нескольких часов в мастерской.

При оформлении заявки укажите особенности предстоящей работы, марку и модель своего легкового или грузового авто, техническое состояние транспортного средства. Эти данные помогут мастеру оценить фронт работ и оказать эффективную экстренную помощь. Исполнители Юду круглосуточно готовы полностью или частично восстановить заряд АКБ.

Как определяется размер оплаты мастеру?

Исполнители Юду могут быстро и недорого подзарядить севшие аккумуляторы.

Стоимость экстренного вызова устанавливается на доступном уровне, поэтому любой желающий может вызвать мастера и получить своевременную техпомощь. Исполнители Юду готовы дешево прикурить автомобильные аккумуляторы в любое время суток и оказать скорую техпомощь с выездом в указанные районы города. Размер платы за услуги зависит от следующих факторов:

• марка и модель машины (КамАЗ и грузовики других марок обслуживаются по отдельным тарифам)
• необходимость использовать дополнительное оборудование
• сложность работы, необходимость транспортировки легковой машины или грузовика в мастерскую

Обращайтесь к опытному специалисту, который может прикурить разрядившийся АКБ легкового авто или КамАЗа. Если вам необходима помощь на дороге – зарядка аккумулятора в Москве осуществляется специалистами Юду в минимальные сроки.

Первая «заправка» для электромобилей на базе аккумуляторов «Лиотех» разработана в Дубне

24 дек. 2016 г., 10:00

Резидент ОЭЗ «Дубна» компания «МПОТК «Технокомплект» в ходе реализации проекта, осуществляемого при поддержке РОСНАНО, представила опытный образец своей продукции – зарядную станцию для электромобилей.

Об этом сообщила 22 декабря пресс-служба Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО.

В подмосковной Дубне состоялось совещание специалистов Государственной компании «Автодор», Фонда инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП), ООО «Лиотех инновации» (Новосибирск), в рамках которого компания «МПОТК «Технокомплект» представила опытный образец зарядной станции для электромобилей, которые будут размещаться в границах полос отвода крупных автомагистралей.

В августе 2015 года Правительство РФ постановило, что на всех автозаправочных станциях, размещенных в полосах отвода автодорог должны быть размещены зарядные колонки для электрического транспорта.

Государственная компания «Автодор» совместно с ФИОП рассмотрела создание таких зарядных станций силами российских компаний. ЗАО «МПОТК «Технокомплект», которое входит в Межотраслевое объединение наноиндустрии и является резидентом особой экономической зоны «Дубна», разработало такую станцию с использованием литий-ионных аккумуляторов новосибирского завода «Лиотех».

В сообщении также уточняется: «Участники встречи в Дубне – представители «Автодора», ФИОП и «Лиотех -инновации» провели осмотр производственной площадки и ознакомились с образцом стационарного зарядного устройства для общественного электротранспорта, оснащенного фотоэлектрической станцией мощностью 10 киловатт и аккумуляторными батареями производства «Лиотех».

По результатам инспекции отмечен высокий уровень производства силового электрооборудования на «МПОТК «Технокомплект», а также высокая степень использования отечественных комплектующих. Стороны согласовали планы участников на ближайшую перспективу — конкретные мероприятия по взаимодействию, направленные на разработку совместного проекта по созданию зарядной структуры для электротранспорта».

 

Источник: http://indubnacity.ru/novosti/oez-dubna/pervaya-zapravka-dlya-elektromobiley-na-baze-akkumulyatorov-lioteh-razrabotana-v-dubne

Подробнее о функции оптимизированной зарядки iPhone

С iOS 13 и более поздних версий iPhone анализирует ваш ежедневный график зарядки, чтобы увеличить срок службы аккумулятора.

Срок службы аккумулятора связан с его «химическим возрастом», который связан не только с периодом времени со дня сборки аккумулятора.  Возраст химических составляющих аккумулятора определяется с учетом множества факторов, включая историю изменения температуры и схему зарядки. Все перезаряжаемые аккумуляторы являются расходными компонентами, производительность которых снижается по мере химического старения. По мере химического старения литий-ионных аккумуляторов объем заряда, который они могут накапливать, уменьшается, что приводит к снижению ресурса и максимальной производительности. Подробнее об аккумуляторе и производительности iPhone и о том, как увеличить время работы и срок службы аккумулятора.

Функция «Оптимизированная зарядка» в iOS 13 и более поздних версий создана, чтобы уменьшить износ аккумулятора и продлить время его работы путём сокращения времени полной зарядки iPhone. В определённых ситуациях, когда функция активирована, iPhone отложит зарядку свыше 80 %. В iPhone используется машинное обучение, чтобы анализировать ваш ежедневный график зарядки. Это позволяет активировать функцию «Оптимизированная зарядка», только когда iPhone определяет, что он будет подключен к зарядному устройству в течение длительного периода времени. Алгоритмы iPhone обеспечивают полную зарядку устройства до отключения от зарядного устройства.

 

Функция «Оптимизированная зарядка» включена по умолчанию, когда вы настраиваете iPhone, или активируется после обновления до iOS 13 или более поздних версий. Чтобы отключить данную функцию, перейдите в меню «Настройки» > «Аккумулятор» > «Состояние аккумулятора» > «Оптимизированная зарядка».

 

Когда функция «Оптимизированная зарядка» включена, в уведомлении на экране блокировки будет указано, когда iPhone полностью зарядится. Если вам нужно полностью зарядить iPhone как можно быстрее, нажмите и удерживайте уведомление, а затем нажмите «Зарядить сейчас».

Если функция «Оптимизированная зарядка» не активируется

Оптимизированная зарядка предназначена для использования в местах, где вы проводите больше всего времени, например дома или в офисе. Функция не активируется, когда устройство используется нерегулярно, например в путешествии. Чтобы активировать функцию «Оптимизированная зарядка», необходимо включить некоторые параметры местоположения. Данные о местоположении, которые используется для работы функции, не отправляются в компанию Apple.

Ниже представлен список параметров, которые необходимо активировать.

• «Настройки» > «Конфиденциальность» > «Службы геолокации» > «Службы геолокации».
• «Настройки» > «Конфиденциальность» > «Службы геолокации» > «Системные службы» > «Настройка системы».
• «Настройки» > «Конфиденциальность» > «Службы геолокации» > «Системные службы» > «Важные геопозиции» > «Важные геопозиции».

Дата публикации: 14 января 2020 г.

Аккумуляторы GEL, AGM и особенности их обслуживания

Герметизированные автомобильные аккумуляторы с иммобилизованным (связанным, не находящимся в батарее в виде свободной жидкости) электролитом — это и есть аккумуляторные батареи типа AGM и GEL с предохранительным клапаном VRLA.

В производстве герметизированных батарей разработаны два способа связывания жидкого электролита:

• загущение (получение гелеобразного) электролита — GEL;
• адсорбция (пропитка) жидкого электролита в сепараторах из стекловолокна с высокой пористостью — AGM.

Создание полностью необслуживаемого свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора стало возможным после изобретения сепараторов (межпластинных изоляторов, пропитанных электролитом) из стекловолокна с мельчайшими микропорами, в которых происходит кислородный цикл — замкнутая рекомбинация газов, иначе сказать переход молекул газа в другие химические соединения без «открытого» газовыделения.

Процессы, при которых происходит выделение кислорода и водорода, это:

• Гидролиз — распад молекул воды на кислород и водород в электролите. При зарядном напряжении до 15,2V, процесс гидролиза практически отсутствует.
• Выделения кислорода и водорода из намазки пластин при зарядке.

При увеличении на несколько процентов емкости отрицательных пластин в аккумуляторе, чем положительных, в ходе заряда положительные пластины полностью заряжаются раньше, чем отрицательные. Благодаря этому, активное выделение кислорода начинается до начала активного выделения водорода. Эта часть образующегося кислорода сразу вступает в химическое взаимодействие с активной массой (намазкой) отрицательной пластины. Одновременно образующийся кислород (на положительной решетке) и водород (на отрицательной решетке) попадают в микропоры сепаратора и там вновь соединяются.

Для увеличения скорости поступления кислорода от положительной пластины к отрицательной уменьшили объем «свободного» электролита.

Искусственное ограничение емкости положительных пластин и объема электролита привели к тому, что емкость таких аккумуляторов со «связанным» электролитом на 15-20% меньше, чем батарей со «свободным» электролитом того же объема и массы.

В качестве загустителя для создания гелеобразного электролита применяют силикагель, аллюмогель и другие вещества. При смешении с серной кислотой эти вещества образуют тиксотропный гель (вязкость уменьшается со временем).

В качестве сепараторов в подавляющем большинстве герметизированных аккумуляторов используют стекломаты из ультратонких волокон. Объемная пористость (способность пропитываться) современных стеклосепараторов достигает 80-85%. Их применяют для как для батарей GEL, так и AGM.

Технология производства батарей типа AGM немного дешевле, но емкостные показатели хуже, чем у аккумуляторов GEL. Свинцовые аккумуляторные батареи со «связанным» электролитом являются герметизированными, но не являются полностью герметичными как, например, никель-кадмиевые герметичные щелочные аккумуляторы. Во всех свинцовых герметизированных аккумуляторах есть предохранительный клапан VRLA (означает Valve Regulated Lead Acid, т.е. кислотная батарея с предохранительным клапаном). Он служит для того, чтобы давление внутри аккумулятора не превышало величины, которая является допустимой по условиям работоспособности и прочности корпусных деталей аккумулятора, проще говоря, что бы АКБ не лопнул. Дело в том, что, несмотря на используемые ограничения емкости положительных пластин, выделение водорода на отрицательной пластине в процессе заряда, особенно на завершающей стадии, полностью подавить невозможно. Причем скорость выделения водорода в конце заряда несколько выше, чем скорость выделения кислорода. Избыточная часть водорода вызывает увеличение давления внутри батареи и для избежания взрыва служит клапан.

Эксплуатация герметизированных аккумуляторов ограничена более узким диапазоном допустимого напряжения бортовой сети на автомобиле и при зарядке, чем для обычных батарей. Эту величину напряжения недопустимо превышать как при эксплуатации на автомобиле, так и при заряде стационарным зарядным устройством. Максимальное напряжение заряда 15,2 V. При достижении этого напряжения начинается активный процесс гидролиза (распада молекул воды в электролите на водород и кислород). В случае превышения величины напряжения на 0,05 V скорость газовыделения становится так велика, что ведет:

• к нарушению контакта между активной массой пластин с электролитом (образуется газовая подушка).
• к «высыханию» аккумулятора. Обильная потеря молекул воды из электролита в результате гидролиза (распада), а в батареях такого типа количество электролита сильно снижено, приводит к еще большему его уменьшению.

Все эти причины ведут к быстрому преждевременному выходу из строя батареи. Весьма жесткие ограничения величины зарядного напряжения и более высокая стоимость батарей AGM и GEL, в сравнении с обычными, создают определенные трудности для их широкого использования на автомобилях.

Зарядка

Зарядка аккумуляторов AGM и GEL производиться специальными зарядными устройствами в полном соответствии с инструкцией к зарядному устройству и АКБ. Для таких аккумуляторов надо использовать зарядное устройство имеющее индикацию, как по току, так и по напряжению, т.е. одновременно контролировать оба эти параметра.

При зарядке аккумуляторов жестко отслеживается температура электролита. Температура выше +45°C считается не допустимой и влечет за собой преждевременный выход из строя аккумулятора. Так же по этой причине не рекомендуется размещение таких батарей в подкапотном пространстве.

Особенность заряда AGM и GEL аккумуляторов это стабилизация заряда по напряжению, а не по току, что позволяет не допускать сильного газообразования.

Пример: Инструкция по эксплуатации АКБ AGM для БМВ

• Напряжение заряда АКБ AGM для автомобилей БМВ не должно превышать 15,2 V.
• Оптимальное напряжение заряда AGM аккумуляторной батареи должно быть 14,4-14,8 V (согласно инструкции производителя).
• Температура аккумуляторной батареи во время зарядки должна составлять +15°C — +25°C.
• Батарея считается достаточно заряженной, если зарядный ток падает ниже 2,5 А.
• Если аккумуляторная батарея заряжается при более низкой температуре, то процесс зарядки завершается только после падения зарядного тока ниже 1,5 А.

Предостережение

• Не заряжать батарею AGM и GEL ускоренным режимом зарядки. Быстрая традиционная зарядка аккумуляторов с применением обычных зарядных устройств может привести к существенной поломке (раздутию) а в крайних случаях от переизбытка газов корпус АКБ может взорваться.
• Ни в коем случае не открывать пробки-клапана, так как в результате поступления из воздуха кислорода нарушится ее химическое равновесие, что приведет к потере функциональных свойств батареи.

Рекомендуемое зарядное устройство

Интеллектуальное зарядное устройство HYUNDAI (HY 1500 EXPERT)

6-ти ступенчатое зарядное устройство предназначено для зарядки свинцово-кислотных 6/12/24V аккумуляторных батарей легковых, грузовых автомобилей, мотоциклов, снегоходов, катеров (лодок), газонокосилок, тракторов, гидроциклов и т.д. Обслуживаемых и необслуживаемых, GEL, AGM, глубокого цикла (тяговые).

Емкость заряжаемых АКБ от 20 до 300 А/ч.

Зарядное устройство обладает высокой эффективностью и имеет защиту от ошибок, которые может допустить пользователь. В случае выключения питания зарядное устройство обладает памятью, переходит в режим ожидания и после включения питания продолжает заряжать с той же ступени. Имеет датчик контроля температуры, который регулирует напряжение заряда в диапазоне от-20°С до +50°С.

Устройство управляется с помощью 12-битного процессора ADC. Микропроцессор позволяет оценивать состояние батареи с анализом ее исправности и соответствующим образом устанавливает силу зарядного тока от 2 до 15 А и напряжение (в зависимости от типа АКБ и ее состояния). Это позволяет наиболее эффективно зарядить АКБ и продлить срок его службы.

Ещё почитать:

Гель или AGM?
Необслуживаемые аккумуляторы: Жидкостные, Гелевые и AGM

Неисправности аккумуляторов | Эко Технологии

Неисправности аккумуляторных батарей

---

Из-за неправильного ухода и обслуживания, аккумуляторная батарея может выйти из строя. Неисправности и методы их устранения у тяговых и стартерных аккумуляторов аналогичны. Рассмотрим основные признаки поломок аккумуляторов и способы их устранения.

1. Сульфатация

Признаки:

Повышено напряжение на аккумуляторах в начале зарядки. Низкая плотность электролита к концу зарядки, не достаточная ёмкость. На пластинах образуется крупный кристаллический серно-кислый свинец, вследствие этого аккумулятор не принимает ток.

Причины:

• Нерегулярная и недостаточная зарядка во время эксплуатации.
• Простой в разряженном состоянии.
• Эксплуатация при низком уровне электролита.
• Доливка электролита, вместо дистиллированной воды.
• Эксплуатация при высоких температурах.

Что делать?

Неглубокая сульфатация устраняется при помощи нескольких выравнивающих зарядов. При глубокой сульфатации проводятся более трудоёмкие работы,  они описаны в каждом паспорте аккумулятора. Но процесс сульфатации необратим, поэтому в скором времени придется менять аккумулятор.

2. Короткое замыкание в аккумуляторе

Признаки:

Плотность электролита не увеличивается во время зарядки. Высокая температура электролита и сильное отделение газов в неисправных аккумуляторах. Систематическое снижение плотности электролита в неисправном аккумуляторе при неполном коротком замыкании.

Причины:

В аккумуляторе может произойти короткое замыкание, связанное с осыпанием активной массы и разрушением свинцовой основы сепараторов.

Что делать?

В этом случае Вам лучше купить новый аккумулятор. Неустранимый дефект.

3. Повышенная саморазрядка аккумулятора

Признаки:

Аккумулятор быстро разряжается. Быстрое снижение напряжения и плотности электролита в неработающей батарее.

Причины:

Причиной быстрого саморазряда аккумулятора может быть либо загрязнение аккумуляторной батареи, либо загрязнение электролита.

Что делать?

В этом случае Вам надо протереть насухо контактные части аккумулятора, проверить чистоту электролита, по результату заменить электролит на новый.

4. Прерванная цепь

Признаки:

Отсутствие напряжения на полюсных выводах или между отдельными аккумуляторами.

Причины:

Дефект сварки полюсного вывода или соединителя между аккумуляторами. Плохой контакт у болтовых соединений в результате плохой затяжки с неподходящим моментом вращения.

Что делать?

Новая сварка. Дополнительное затягивание болтовых соединений и проверка динамометрическим ключом.

5. Смена полярности аккумулятора

Признаки:

Пониженное общее напряжение аккумуляторной батареи. Глубокая разрядка батареи без интервалов для восстановления. Отделение газов из аккумуляторов.

Причины:

Неправильная связь с токовыпрямителем.

Что делать?

Трудноустранимый дефект. Рекомендуется замена аккумуляторной батареи.

6. Сильное окисление полюсных клемм аккумулятора

Признаки:

Напряжение на выводах батареи есть, а стартер не крутится. Клеммы греются. Это приводит к прекращению подачи тока или увеличению сопротивления в цепи, что может вывести из строя всю электрику.

Причины:

Не проводилась очистка полюсных клемм.

Что делать?

Необходимо снять клеммы и зачистить их, а также зачистить выводные штыри аккумулятора, потом поставить все на место, проверить надежность крепления клемм. Клемма должна крепко сидеть на штырях и не двигаться, затем сверху смазать клеммы техническим вазелином или его заменителем.

Разработать батарею, достаточно быструю, чтобы зарядить ее, как заправку

Увеличить / Слои листов фосфора образуют сажу.

В настоящее время электромобили ограничены диапазоном, который позволяют их батареи. Это потому, что подзарядка автомобилей, даже в идеальных ситуациях, не может быть сделана так же быстро, как заправка автомобиля внутреннего сгорания. До сих пор большая часть усилий по расширению диапазона была сосредоточена на увеличении емкости аккумулятора.Но было бы столь же эффективно создать аккумулятор, который мог бы заряжаться намного быстрее, делая перезарядку такой же быстрой и простой, как наполнение вашего бака.

Нет недостатка в идеях о том, как это могло бы быть устроено, но в статье, опубликованной ранее на этой неделе в журнале Science, предлагается необычный способ, которым это могло бы быть выполнено: использование материала, называемого черным фосфором, который образует листы толщиной в атом с литиевыми пластинами. каналы в нем. Сам по себе черный фосфор не является отличным материалом для батарей, но китайско-американская команда придумала, как с ним работать, чтобы он работал намного лучше.Даже если черный фосфор не используется в качестве материала для аккумуляторов, статья дает некоторое представление о логике и процессе разработки аккумуляторов.

Покрасьте в черный

Итак, что такое черный фосфор? Самый простой способ понять это — сравнить с графитом, материалом, который уже используется в качестве электрода для литий-ионных батарей. Графит — это форма углерода, которая представляет собой просто большую коллекцию листов графена, уложенных друг на друга. Графен, в свою очередь, представляет собой лист, образованный огромной молекулой, состоящей из атомов углерода, связанных друг с другом, с атомами углерода, расположенными в гексагональном узоре.Точно так же черный фосфор состоит из множества слоистых листов материала толщиной в атом, называемого фосфорином.

Но есть ключевые различия между материалами. Начнем с того, что фосфор — это более крупный атом с большим количеством электронов, чем углерод, и поэтому он может взаимодействовать с большим количеством атомов лития, что является важной особенностью электродов батареи. Другое ключевое отличие заключается в том, что связи, образованные атомами углерода, гарантируют, что графен по существу плоский, не толще, чем атомы углерода, из которых он образован.Листы фосфора, как вы можете видеть выше, явно не плоские. Соседние атомы связаны под углами, которые образуют на листе серию гребней или каналов.

Реклама

Именно эта особенность привлекла внимание исследователей, поскольку эти углы образуют путь, по которому ионы лития быстро проникают в материал и выводятся из него. И поскольку каждый атом фосфора может взаимодействовать с несколькими ионами лития, мы знаем только о двух материалах с более высокой теоретической электродной емкостью, причем одним из них является сам литий.Наконец, черный фосфор хорошо проводит электричество, что является важной характеристикой аккумуляторного электрода.

Итак, почему еще не все используют черный фосфор? Ну, в основном потому, что это не работает. Как и другие электродные материалы, черный фосфор расширяется по мере того, как ионы лития упаковываются внутрь, увеличивая риск разрушения конструкции во время циклов заряда / разряда. А по краям листов могут образовываться химические связи между различными слоями, перекрывая некоторые каналы. Чтобы заставить его работать как аккумулятор, эти проблемы необходимо исправить.

Исправление в

И это именно то, что описывает эта статья. Чтобы справиться с химическими связями, образовавшимися на краях листов фосфора, они смешали черный фосфор с графитом и измельчили оба, что позволило атомам на краю листа фосфора образовать связи с атомами углерода. Хотя графит не так эффективен, как углеродный накопитель, его все же достаточно для использования в батареях. И, ограничив количество графита примерно до 15 процентов от общего количества материала, они обеспечили, чтобы черный фосфор обрабатывал большую часть литиевого хранилища.

Чтобы заставить этот материал работать с твердым электролитом, исследователи покрыли его тонким полимерным гелем, пропитанным жидким электролитом. Это гарантировало, что даже если электрод смещается из-за большого притока ионов лития, он все равно сможет взаимодействовать с твердым электролитом. Когда они исследовали материал после включения его в батарею, они также обнаружили, что он помог исключить химические вещества, образующиеся при разложении других материалов батареи, что помогло повысить долговечность.После 2000 циклов электрод с этим полимерным покрытием имел емкость в 10 раз больше, чем тот же материал без него.

Исследователи создали вариант электрода с красным фосфором, который образует неупорядоченную сетку, а не многослойные листы. Его емкость составляла лишь одну треть от емкости с черным фосфором, что указывало на то, что листы были необходимы. Уменьшение количества графита, используемого для формирования электрода, также снизило его общую емкость, хотя это означало, что присутствовало больше черного фосфора, что указывает на то, что углерод действительно играет ключевую роль в структурировании черного фосфата.

Реклама

Исследования электрода подтвердили наличие углерод-фосфорных связей. И версия электрода, сделанного без графита, подтвердила, что он имеет более высокое сопротивление внедрению ионов лития, что можно было бы предсказать, если бы связи углерод-фосфор удерживали соседние листы фосфора от образования связей друг с другом.

Быстрая зарядка

Но ключевой вопрос заключается в том, допускает ли материал быструю зарядку, в чем и был весь смысл этого упражнения.Современные литиевые батареи обладают плотностью хранения около 500 миллиампер-часов на грамм, но заряжаются очень медленно. По оценкам авторов, чтобы зарядить аккумулятор, который иногда может сравниться с заправкой бензобака, им нужен материал, который может достичь аналогичных уровней хранения при токе зарядки более пяти ампер на грамм.

Новый материал имеет довольно впечатляющие характеристики. При зарядке со скоростью, аналогичной той, которая используется для типичного литий-ионного аккумулятора, его плотность хранения примерно в три раза выше, чем у существующего литиевого аккумулятора.При зарядке со скоростью, аналогичной той, что требуется для их быстрой зарядки, плотность заряда все еще составляла почти 800 мА-ч / г, опережая литиевую батарею. Он может даже выдерживать удвоенную нагрузку без значительного уменьшения емкости. И, что особенно важно, эти цифры пришли после 2000 циклов зарядки / разрядки, что указывает на то, что аккумулятор довольно долговечен.

Это производительность одного электрода, а не всей батареи. Но команда собрала и один из них, и его характеристики были такими же, как у одного электрода.

Существует множество причин, по которым подобные технологии в конечном итоге не попадают на рынок: от простоты производства до плохой интеграции с другими компонентами, необходимыми для создания коммерчески жизнеспособного продукта. Но это тот случай, когда материал уже был признан многообещающим, но просто не соответствовал этому потенциалу. И, демонстрируя, что проблемы, которые ограничивали его, можно преодолеть, исследование дает некоторое указание на то, что, даже если этот конкретный состав не работает, можно было бы решить те же проблемы с помощью более удобных для производства материалов.

Наука, 2020. DOI: 10.1126 / science.aav5842 (О DOI).

Изображение из объявления Wikimedia Commons

Самый быстрый способ заправить аккумуляторное оборудование

Аккумуляторное оборудование — это будущее горнодобывающей промышленности. Он превосходит требования безопасности и производительности подземных горных работ, при этом отсутствуют вредные выбросы и мало тепла, производимого современными дизельными машинами.

Самая большая жалоба на технологию — это предполагаемое время простоя из-за «дозаправки» или зарядки. Варианты быстрой заправки — это либо быстрая зарядка, либо полная замена батарей.

Быстрая зарядка производит непомерное количество тепла и требует массивной электрической инфраструктуры для достижения даже 15-минутной скорости зарядки 60-80% энергии батареи. Замена обеспечивает 350 кВт / ч энергии за ~ 8 минут. Это эффективная мощность 2,6 МВт без использования инфраструктуры и тепла.

Нет сомнений в том, что замена аккумулятора — это самый быстрый способ заправить аккумуляторную батарею, но есть некоторые недостатки. Почти все используемые сегодня автомобили с возможностью замены аккумуляторных батарей требуют козлового крана для подъема и опускания аккумуляторов во время замены. Это добавляет дорогостоящую инфраструктуру и требует, чтобы операторы справлялись с подвешенной нагрузкой.

Мы решили устранить эти недостатки, чтобы сделать замену проще и дешевле, чем даже заправка дизельным топливом.

Наше решение — самый быстрый в отрасли метод замены батарей.Впервые представленный в нашем тягаче Z40, этот встроенный механизм поднимает и опускает аккумуляторный отсек, сокращая время замены аккумулятора на 50% и устраняя необходимость в портальном кране в зарядном отсеке. Грузовик Z40 может подъехать, поменять аккумулятор и покинуть отсек полностью заряженным примерно за 8–9 минут. Опытные операторы, работающие в комфортном темпе, достигли всего 7 минут.

Операция по замене батарей Z40 в настоящее время требует физического оператора.Тем не менее, совершенно новый A10 с левым рулем будет иметь возможность включить нашу последнюю инновацию под названием «Pitstop» — с возможностью автоматического отключения и получения новой батареи всего за пару минут. A10 будет использовать системы искусственного интеллекта и камеры, чтобы направить себя в отсек для зарядки, выполняя всю замену без помощи рук для максимальной эффективности всего за пару минут. Замена батарей практически не повлияет на время цикла.

В конечном итоге

Pitstop будет доступен на всех наших машинах, и это всего лишь последний пример передовой технологии, которую Artisan Vehicles продвигает вперед.

Новые перезаряжаемые батареи могут стать толчком к революции электромобилей

Электромобили менее вредны для окружающей среды, чем их бензиновые аналоги, но их длительное время зарядки и нехватка зарядных станций могут усложнить жизнь экологически сознательным автомобилистам, которые водят автомобиль. их.

Теперь помощь может быть на горизонте. Ученые работают над разработкой многоразовых или так называемых проточных батарей, которые можно заправить за считанные минуты на обширной сети переделанных заправочных станций.Это изменение может сделать электромобили (EV) более привлекательными для водителей, которые опасаются длительного времени зарядки.

«Вы проезжаете 300 миль, сливаете свой бак и заправляете новую [жидкость] — столько, сколько нужно, чтобы заправить вашу машину бензином — и уезжаете», — говорит Джон Кушман, профессор наук о Земле и атмосфере, а также математики. в Purdue и ведущим исследователем технологии жидких аккумуляторов.

Ли Кронин, химик из Университета Глазго в Шотландии и еще один ведущий исследователь этой технологии, согласен с этим.Он говорит, что проточные батареи «превратят электромобили в культурный эквивалент топливного автомобиля. Ваше беспокойство по поводу диапазона исчезнет. И у вас есть существующая трубопроводная инфраструктура для перемещения жидкостей »- это ссылка на существующие в настоящее время заправочные станции, которые можно было бы модернизировать для перекачивания жидкости из аккумуляторной батареи вместо бензина.

Изюминка подзарядки

Подобно литий-ионным батареям, которыми сегодня питается большинство электромобилей, проточные батареи выделяют энергию в результате химических реакций между концами батареи и веществом, известным как электролит.В литий-ионной батарее электролит находится между концами батареи; когда он истощается, его нужно перезаряжать. В проточной батарее электролит перекачивается из бака через батарею; когда он закончится, его можно просто заменить на новую партию.

Соответствующие

Современные проточные батареи используются с 1980-х годов. Их долгий срок службы и легкая подзарядка означают, что они хорошо подходят для крупномасштабного хранения энергии. Но они всегда были слишком большими и слишком тяжелыми для использования в транспортных средствах, — говорит Уильям Чуэ, ученый из Стэнфорда, имеющий опыт в области аккумуляторных технологий.

Кушман и Кронин работают над решением этой проблемы, хотя их команды используют совершенно разные подходы.

Команда Кронина работает над увеличением плотности энергии проточных батарей путем создания электролита с высокой концентрацией оксида металла. Команда Кушмана объявила 7 февраля, что они создали жидкую батарею с плотностью энергии в три-пять раз выше обычной путем прокачки электролита через несколько аккумуляторных ячеек на высокой скорости.

Результат тот же: и Кушман, соучредивший в 2016 году стартап по производству аккумуляторных батарей под названием IFBattery, и Кронин говорят, что их навороченные проточные батареи могут быть небольшими и достаточно легкими для использования в электромобилях.Оба также говорят, что электролит может быть переработан в процессе, который Кушман сравнивает с переработкой банок.

Препятствия, которые необходимо преодолеть

Но если двое ученых возлагают большие надежды на свою технологию аккумуляторов, другие эксперты проявляют осторожность.

Хайлианг Ван, профессор химии в Йельском университете и эксперт по хранению энергии, называет новую технологию возможным «переломным моментом», но говорит, что есть большие препятствия, которые необходимо преодолеть, в том числе стоимость и надежность. А Гил Тал, директор Исследовательского центра гибридных и электрических транспортных средств при Калифорнийском университете в Дэвисе, говорит, что за десять лет работы с электромобилями он видел много заявлений, подобных заявлению Кушмана и Кронина, и они редко оправдываются.«Между стоимостью, надежностью и безопасностью, — говорит он, — большинство из этих вещей никогда не дойдет до автомобилей».

Скотт Грин, защитник электромобилей в районе метро Чикаго, говорит, что автомобилистам может быть сложно самостоятельно заменить электролит проточных батарей. Это лишило бы его, по его словам, одного из самых привлекательных качеств электромобилей: способности легко заряжать их дома.

«Если это означает возврат к типичной парадигме поставщика топлива и технического обслуживания, то это будет сложнее продать, чем традиционные электромобили« подключить дома », — сказал он.

Выход на рынок

Несмотря ни на что, неясно, когда на рынке появятся транспортные средства с автономным питанием. Кушман говорит, что надеется испытать эту технологию на автомобилях в ближайшие три года. Кронин рассчитывает потратить до 18 месяцев на тестирование электролита, разработанного его командой.

Швейцарская компания NanoFlowcell представила то, что она назвала спортивным автомобилем с питанием от аккумуляторной батареи, в 2014 году, но автомобиль еще не запущен в производство. В июне компания объявила, что на строительство завода, на котором будут производить автомобили, потребуется около двух лет.

Кронин и Кушман соглашаются, что все зависит от того, смогут ли исследовательские группы получить деньги и партнерские отношения, необходимые для масштабного производства поточных автомобилей с батарейным питанием. И даже с учетом их преимуществ, неясно, насколько хорошо проточные батареи будут конкурировать с литий-ионными батареями, которые доминировали на рынке в течение многих лет.

Кушман признает неопределенность, даже когда его стартап начинает партнерство с, по его словам, «крупным игроком» в автомобильном бизнесе. «Сработает ли это, покажет время», — говорит он.«Но это наша цель».

Хотите больше историй о технологиях?

ПОДПИСАТЬСЯ НА NBC NEWS MACH В TWITTER, FACEBOOK И INSTAGRAM.

Сделайте зарядку так же просто, как заправку

Насколько в таком случае жизнеспособна линейка автомобилей текущего поколения в повседневной жизни?

Маркус Баукнехт: Беспокойство по поводу недостаточного запаса хода является обычным явлением среди водителей, не имеющих большого опыта работы с электромобилями. Хотя с рациональной точки зрения это не объяснимо, с эмоциональной точки зрения это действительно так: вождение автомобиля — это лишь на первый взгляд способ добраться из пункта А в пункт Б.На самом деле автомобиль сулит свободу. Владельцы автомобилей могут в любой момент сами решить, куда они хотят отправиться, когда и с какой скоростью. Начнем с того, что электромобиль с пробегом от 400 до 500 километров ставит под сомнение это предположение. Интересно, однако, что такие сомнения со стороны водителей электромобилей исчезают всего через несколько недель, потому что они понимают, что они редко ездят так далеко и что автомобиль думает за них в длительных поездках и планирует остановки зарядки.

Подробно как происходит процесс зарядки?

Маркус Баукнехт: Всем, кто заряжает дома с помощью Wallbox, требуется около пяти секунд.Вы просто подключаете разъем к автомобилю вечером и снимаете его утром, прежде чем уехать. Внезапно автомобиль всегда полностью заряжен, и пользователю не нужно ехать на заправку. То же самое относится и к водителям с электроприводом, у которых есть зарядные устройства на территории их компании. Зарядка практичнее обычной заправки. Исключением остается дальняя дистанция¹, где мне нужно запланировать пару остановок для подзарядки. Поначалу это может показаться неудобным, но на самом деле такое случается нечасто и в повседневной жизни является исключением.

Шахрам Хами Нобари: Исключение, для которого мы разработали очень удобное решение в виде Mercedes me Charge. Водителю EQC нет необходимости активно определять местонахождение ближайшей зарядной станции и задаваться вопросом, сможет ли он получить к ней доступ. Со всем этим автомобиль справляется через Mercedes me Charge. Оптимизированная для EQ навигационная система планирует маршрут и предлагает подходящие промежуточные остановки. Во время движения в автомобиль поступает самая свежая информация о дорожной обстановке, погоде и наличии зарядных станций, что позволяет автоматически корректировать руководство по маршруту в соответствии с этими факторами.

Маркус Баукнехт: Я много занимаюсь нашими электромобилями. Предварительный расчет, выполняемый с помощью наших алгоритмов, очень точен, отклонение от диапазона прогноза обычно составляет всего несколько километров. Кстати, с точки зрения энергопотребления также дешевле стоять в пробке с электромобилем, чем с транспортным средством с двигателем внутреннего сгорания. Полная разрядка аккумулятора занимает много времени, поскольку автомобиль потребляет сравнительно мало энергии в неподвижном состоянии.Для сравнения, довольно неэффективно нагревать салон автомобиля остаточным теплом от работающего двигателя, при этом транспортное средство вообще не движется.

Могут ли электромобили на шоссе имитировать дозаправку от самолета к самолету?

Ученым уже несколько десятилетий известно, что выбросы твердых частиц с судов могут оказывать сильнейшее влияние на низколежащие слоисто-кучевые облака над океаном. На спутниковых снимках части океанов Земли испещрены яркими белыми полосами облаков, которые соответствуют морским путям.Эти искусственно освещенные облака являются результатом крошечных частиц, производимых кораблями, и они отражают больше солнечного света обратно в космос, чем невозмущенные облака, и гораздо больше, чем темно-синий океан под ними. Поскольку эти «корабельные следы» блокируют часть солнечной энергии от достижения поверхности Земли, они предотвращают некоторое потепление, которое в противном случае произошло бы.

Формирование корабельных следов регулируется теми же основными принципами, что и все образования облаков. Облака появляются естественным образом, когда относительная влажность превышает 100 процентов, вызывая конденсацию в атмосфере.Отдельные облачные капли образуются вокруг микроскопических частиц, называемых ядрами конденсации облаков (CCN). Вообще говоря, увеличение CCN увеличивает количество облачных капель при уменьшении их размера. Через явление, известное как Эффект Туми , эта высокая концентрация капель увеличивает отражательную способность облаков (также называемую альбедо ). Источники CCN включают аэрозоли, такие как пыль, пыльца, сажа и даже бактерии, а также антропогенные загрязнения с заводов и кораблей.В удаленных частях океана большинство CCN имеют естественное происхождение и содержат морскую соль от ударов океанских волн.

Спутниковые снимки показывают «следы кораблей» над океаном: яркие облака, которые образуются из-за частиц, выброшенных кораблями. Джефф Шмальц / Группа быстрого реагирования MODIS / GSFC / NASA

Целью проекта MCB является рассмотрение вопроса о том, может ли намеренное добавление большего количества морской соли CCN к низким морским облакам охладить планету. CCN будет образовываться путем распыления морской воды с судов.Мы ожидаем, что распыленная морская вода мгновенно высохнет в воздухе и образует крошечные частицы соли, которые поднимутся в облачный слой за счет конвекции и будут действовать как семена для облачных капель. Эти сгенерированные частицы будут намного меньше, чем частицы от ударов волн, поэтому будет только небольшое относительное увеличение массы морской соли в атмосфере. Цель состоит в том, чтобы создать облака, которые будут немного ярче (на 5-10 процентов) и, возможно, более продолжительными, чем обычные облака, в результате чего больше солнечного света будет отражаться обратно в космос.

« Солнечное вмешательство в климат» « — это общий термин для таких проектов, как наш, которые связаны с отражением солнечного света для уменьшения глобального потепления и его наиболее опасных последствий. Другие предложения включают разбрызгивание отражающих силикатных шариков на полярные ледяные щиты и введение материалов с отражающими свойствами, таких как сульфаты или карбонат кальция, в стратосферу. Ни один из подходов в этой молодой области недостаточно изучен, и все они несут потенциально большие неизвестные риски.

Вмешательство солнечного климата , а не — это замена для сокращения выбросов парниковых газов, что является обязательным условием. Но такое сокращение не повлияет на потепление от существующих парниковых газов, которые уже находятся в атмосфере. Поскольку последствия изменения климата усиливаются и достигаются переломные моменты, нам могут потребоваться варианты предотвращения самых катастрофических последствий для экосистем и жизни человека. И нам потребуется четкое понимание как эффективности, так и рисков, связанных с технологиями солнечного воздействия на климат, чтобы люди могли принимать информированные решения о том, следует ли их внедрять.

Наша команда, базирующаяся на Вашингтонский университет , Исследовательский центр Пало-Альто (PARC) и Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория , объединяют экспертов в области моделирования климата, взаимодействия аэрозолей и облаков, динамики жидкости и систем распыления. Мы видим несколько ключевых преимуществ в повышении яркости морских облаков по сравнению с другими предлагаемыми формами воздействия солнечного климата на климат. Использование морской воды для образования частиц дает нам свободный, обильный источник экологически безвредного материала, большая часть которого будет возвращена в океан в результате осаждения.Кроме того, MCB может быть выполнен с уровня моря и не будет зависеть от самолетов, поэтому затраты и связанные с ними выбросы будут относительно низкими.

Воздействие частиц на облака носит временный и локальный характер, поэтому эксперименты с MCB можно проводить на небольших площадях и в короткие периоды времени (возможно, распыление в течение нескольких часов в день в течение нескольких недель или месяцев) без серьезного воздействия на окружающую среду или глобальный климат. Эти небольшие исследования все же дадут важную информацию о влиянии осветления.Более того, мы можем быстро прекратить использование MCB с очень быстрым прекращением его действия.

Солнечное вмешательство в климат — это общий термин для проектов, которые включают отражение солнечного света для уменьшения глобального потепления и его наиболее опасных последствий.

Наш проект охватывает три важнейшие области исследований. Во-первых, нам нужно выяснить, можем ли мы надежно и предсказуемо увеличить отражательную способность. Для этого нам нужно количественно оценить, как добавление сгенерированных частиц морской соли изменяет количество капель в этих облаках, и изучить, как облака ведут себя, когда в них больше капель.В зависимости от атмосферных условий MCB может влиять на такие вещи, как скорость испарения облачных капель, вероятность выпадения осадков и время жизни облаков. Количественная оценка таких эффектов потребует как моделирования, так и полевых экспериментов.

Во-вторых, нам нужно больше моделирования, чтобы понять, как MCB повлияет на погоду и климат как на местном, так и на глобальном уровне. Крайне важно изучить любые негативные непредвиденные последствия с помощью точного моделирования, прежде чем кто-либо подумает о реализации. Наша команда изначально фокусируется на моделировании реакции облаков на дополнительные CCN.В какой-то момент нам придется проверить нашу работу с мелкомасштабными полевыми исследованиями, которые, в свою очередь, улучшат региональное и глобальное моделирование, которое мы будем запускать, чтобы понять потенциальные воздействия MCB при различных сценариях изменения климата.

Третьей важной областью исследований является разработка распылительной системы, которая может производить частицы такого размера и концентрации, которые необходимы для первых небольших полевых экспериментов. Ниже мы объясним, как мы решаем эту проблему.

Одним из первых шагов в нашем проекте было определение облаков, наиболее подверженных осветлению.Посредством моделирования и наблюдательных исследований мы определили, что наилучшей целью является слоисто-кучевых облаков , которые являются маловысотными (около 1-2 км) и неглубокими; нас особенно интересуют «чистые» слоисто-кучевые облака, в которых мало CCN. Увеличение альбедо облаков с добавлением CCN обычно сильно в этих облаках, тогда как в более глубоких и высококонвективных облаках их яркость определяют другие процессы. Облака над океаном, как правило, представляют собой чистые слоисто-кучевые облака, что хорошо, потому что повышение яркости облаков над темными поверхностями, такими как океан, приведет к наибольшему изменению альбедо.Они также удобно расположены рядом с жидкостью, которую мы хотим распылить.

В явлении, называемом эффектом Туми, облака с более высокой концентрацией мелких частиц имеют более высокое альбедо, что означает, что они обладают большей отражающей способностью. Вероятность появления дождя в таких облаках меньше, а удерживаемая облачная вода будет поддерживать высокое альбедо. С другой стороны, если сухой воздух сверху облака смешивается (унос), облако может производить дождь и иметь более низкое альбедо. В полной мере влияние MCB будет заключаться в сочетании эффекта Туми и этих настроек облака. Роб Вуд

Основываясь на нашем типе облака, мы можем оценить количество генерируемых частиц, чтобы увидеть измеримое изменение альбедо. Наш расчет включает типичные концентрации аэрозолей в чистых морских слоисто-кучевых облаках и увеличение концентрации CCN, необходимое для оптимизации эффекта осветления облаков, который, по нашим оценкам, составляет от 300 до 400 на кубический сантиметр. Мы также принимаем во внимание динамику этой части атмосферы, называемой морским пограничным слоем, учитывая как глубину слоя, так и примерно трехдневную продолжительность жизни частиц в нем.С учетом всех этих факторов, по нашим оценкам, одна система распыления должна непрерывно подавать примерно 3×10 ¹⁵ частиц в секунду в облачный слой, который покрывает около 2000 квадратных километров. Поскольку вероятно, что не каждая частица достигнет облаков, мы должны стремиться к тому, чтобы на порядок или два больше.

Мы также можем определить идеальный размер частиц на основе начальных исследований моделирования облаков и соображений эффективности. Эти исследования показывают, что распылительная система должна генерировать капли морской воды, которые при высыхании превращаются в кристаллы соли диаметром всего 30–100 нанометров.Если размер меньше, то частицы не будут действовать как CCN. Частицы размером более пары сотен нанометров по-прежнему эффективны, но их большая масса означает, что на их создание тратится энергия. А частицы, размер которых значительно превышает несколько сотен нанометров, могут иметь негативный эффект, поскольку они могут вызвать выпадение дождя, которое приведет к потере облаков.

Нам необходимо четкое понимание как эффективности, так и рисков, связанных с технологиями солнечного воздействия на климат, чтобы люди могли принимать информированные решения о том, следует ли их внедрять.

Для создания сухих кристаллов соли оптимального размера требуется распыление капель морской воды диаметром 120–400 нм, что на удивление трудно сделать с точки зрения энергоэффективности. Обычные форсунки, в которых вода проходит через узкое отверстие, создают туман диаметром от десятков микрометров до нескольких миллиметров. Чтобы уменьшить размер капель в десять раз, давление через сопло должно увеличиться более чем в 2000 раз. Другие распылители, такие как ультразвуковые распылители, используемые в домашних увлажнителях, также не могут производить достаточно маленькие капли без чрезвычайно высоких частот и требований к мощности.

Решение этой проблемы потребовало нестандартного мышления и опыта в производстве мелких частиц. Это где Armand Neukermans пришел.

После успешной карьеры в HP и Xerox, специализирующихся на производстве частиц тонера и струйных принтеров, в 2009 году к Нойкермансу обратились несколько выдающихся ученых-климатологов, которые попросили его применить свои знания в области создания капель морской воды. Он быстро собрал кадры добровольцев — в основном инженеров и ученых на пенсии ., и в течение следующего десятилетия эти самопровозглашенные «старые соли» решили эту задачу. Они работали в лаборатории Кремниевой долины, взятой напрокат, используя оборудование, купленное в их гаражах или из собственных карманов. Они исследовали несколько способов получения желаемого распределения частиц по размеру с различными компромиссами между размером частиц, энергоэффективностью, технической сложностью, надежностью и стоимостью. В 2019 году они переехали в лабораторию PARC, где у них есть доступ к оборудованию, материалам, объектам и другим ученым, имеющим опыт в аэрозолях, гидродинамике, микротехнологии и электронике.

Тремя наиболее многообещающими методами, идентифицированными командой, были шипучие распылительные форсунки, распыление соленой воды в сверхкритических условиях и электрораспыление для формирования конусов Тейлора (которые мы объясним позже). Первый вариант был признан наиболее простым для быстрого масштабирования, поэтому команда продвинулась вперед. В шипучей форсунке сжатый воздух и соленая вода перекачиваются в один канал, где воздух проходит через центр, а вода кружится по сторонам.Когда смесь выходит из сопла, она производит капли размером от десятков нанометров до нескольких микрометров, с подавляющим числом частиц желаемого диапазона размеров. Шипучие форсунки используются в самых разных областях, включая двигатели, газовые турбины и покрытия распылением.

Ключ к этой технологии заключается в сжимаемости воздуха. Когда газ течет через ограниченное пространство, его скорость увеличивается по мере увеличения отношения давления на входе к давлению на выходе.Это соотношение сохраняется до тех пор, пока скорость газа не достигнет скорости звука. Когда сжатый воздух покидает сопло со звуковой скоростью и попадает в окружающую среду, давление которой намного ниже, воздух подвергается быстрому радиальному расширению, в результате чего окружающее водяное кольцо разрывается на крошечные капли.

Соавтор Гэри Купер и стажер Джессика Медрадо тестируют шипучую насадку внутри палатки. Кейт Мерфи

Нойкерманс и компания обнаружили, что шипучая форсунка работает достаточно хорошо для небольших испытаний, но эффективность — энергия, необходимая для каждой капли правильного размера — все еще требует повышения.Два основных источника отходов в нашей системе — это необходимое количество сжатого воздуха и большая часть слишком больших капель. Наши последние усилия были сосредоточены на изменении конструкции путей потока в сопле, чтобы требовать меньших объемов воздуха. Мы также работаем над фильтрацией крупных капель, которые могут вызвать дождь. И чтобы улучшить распределение капель по размеру, мы рассматриваем способы увеличения заряда капель; отталкивание между заряженными каплями будет препятствовать коалесценции, уменьшая количество капель слишком большого размера.

Хотя мы делаем progress с помощью шипучей насадки, никогда не помешает иметь запасной план. И поэтому мы также изучаем технологию электрораспыления , которая может дать спрей, в котором почти 100 процентов капель находятся в пределах желаемого диапазона размеров. В этом методе морская вода подается через излучатель — узкое отверстие или капилляр — в то время как экстрактор создает большое электрическое поле. Если электрическая сила аналогична величине поверхностного натяжения воды, жидкость деформируется в конус, обычно называемый конусом Тейлора .При превышении некоторого порогового напряжения наконечник конуса излучает струю, которая быстро распадается на сильно заряженные капли. Капли разделяются, пока не достигнут своего рэлеевского предела , точки, где отталкивание заряда уравновешивает поверхностное натяжение. К счастью, типичная проводимость поверхностной морской воды (4 Сименса на метр) и поверхностное натяжение (73 миллиньютона на метр) дают капли желаемого размера. Конечный размер капель можно даже настроить с помощью электрического поля до десятков нанометров, с более узким распределением по размерам, чем мы получаем от механических сопел.

На этой диаграмме (не в масштабе) изображена система электрораспыления, которая использует электрическое поле для создания водяных конусов, которые распадаются на крошечные капли. Кейт Мерфи

Электрораспыление относительно просто продемонстрировать с помощью одной пары эмиттер-экстрактор, но один эмиттер производит только 10 ⁷ –10 ⁹ капель в секунду, тогда как нам нужно 10 ¹⁶ –10 ¹⁷ в секунду. Для производства такого количества требуется массив из 100 000 на 100 000 капилляров.Создание такого массива — непростая задача. Мы полагаемся на методы, которые чаще ассоциируются с облачными вычислениями, чем с настоящими облаками. Используя те же методы литографии, травления и осаждения, которые используются при создании интегральных схем, мы можем изготовить большие массивы крошечных капилляров с выровненными экстракторами и точно расположенными электродами.

Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывают капиллярные излучатели, используемые в системе электрораспыления. Кейт Мерфи

Тестирование наших технологий представляет собой еще один набор проблем.В идеале мы хотели бы знать начальное распределение капель соленой воды по размерам. На практике это практически невозможно измерить. Большинство наших капель меньше длины волны света, что исключает возможность бесконтактных измерений на основе светорассеяния. Вместо этого мы должны измерять размеры частиц ниже по потоку, после того, как шлейф эволюционировал. Наш основной инструмент, называемый , сканирующий спектрометр электрической подвижности , измеряет подвижность заряженных сухих частиц в электрическом поле для определения их диаметра.Но этот метод чувствителен к таким факторам, как размер комнаты и воздушные потоки, а также к тому, сталкиваются ли частицы с предметами в комнате.

Для решения этих проблем мы построили герметичную палатку объемом 425 кубометров, оснащенную осушителями, вентиляторами, фильтрами и набором подключенных датчиков. Работа в палатке позволяет нам распылять в течение более длительных периодов времени и с помощью нескольких форсунок, при этом концентрация частиц или влажность не становятся выше, чем мы наблюдаем в поле. Мы также можем изучить, как струи распыления из нескольких сопел взаимодействуют и развиваются с течением времени.Более того, мы можем более точно имитировать условия над океаном и настраивать такие параметры, как скорость и влажность воздуха.

Часть команды внутри тестовой палатки; Слева направо: «Old Salts» Ли Гэлбрейт и Гэри Купер, Кейт Мерфи из PARC и стажер Джессика Медрадо. Кейт Мерфи

В конечном итоге мы перерастем палатку , и нам придется переехать в большое закрытое пространство, чтобы продолжить наши испытания. Следующим шагом будет тестирование на открытом воздухе для изучения поведения шлейфа в реальных условиях, хотя и не с достаточно высокой скоростью, чтобы мы могли измерить возмущение облаков.Мы хотели бы измерить размер и концентрацию частиц далеко за нашим распылителем, от сотен метров до нескольких километров, чтобы определить, поднимаются ли частицы или опускаются, и насколько далеко они распространяются. Такие эксперименты помогут нам оптимизировать нашу технологию, ответив на такие вопросы, как нужно ли добавлять тепло в нашу систему, чтобы побудить частицы подняться в облачный слой.

Данные, полученные в ходе этих предварительных испытаний, также будут полезны для наших моделей. И если результаты модельных исследований будут обнадеживающими, мы можем перейти к полевым экспериментам, в которых облака становятся достаточно яркими для изучения ключевых процессов.Как обсуждалось выше, такие эксперименты будут проводиться в течение небольшого и короткого времени, так что любое воздействие на климат не будет значительным. Эти эксперименты обеспечат критическую проверку нашего моделирования и, следовательно, нашей способности точно предсказать воздействие MCB.

До сих пор неясно, может ли MCB помочь обществу избежать наихудших последствий изменения климата, или это слишком рискованно или недостаточно эффективно, чтобы быть полезным. На данный момент мы недостаточно знаем, чтобы отстаивать его реализацию, и мы определенно не предлагаем его в качестве альтернативы сокращению выбросов.Цель нашего исследования — предоставить политикам и обществу данные, необходимые для оценки MCB как одного из подходов к медленному потеплению, предоставляя информацию как о его потенциале, так и о рисках. С этой целью мы отправили наши экспериментальные планы на рассмотрение Национальное управление океанических и атмосферных исследований США и для открытой публикации в рамках исследования Национальной академии наук США исследований в области воздействия солнечного климата. Мы надеемся, что сможем пролить свет на возможность использования MCB в качестве инструмента для повышения безопасности планеты.

Статьи с вашего сайта

Статьи по теме в Интернете

Десятикратное улучшение жидкостных батарей означает, что заправка электромобиля может занять несколько минут.

Что такого особенного в этой жидкой или проточной батарее?

«Обычный электромобиль имеет твердую батарею, и когда она разрядится, вам придется подзарядить ее, подключив к розетке. Это займет около получаса, если вы найдете быстрое зарядное устройство на автосервисе, или до 12 часов дома.Однако наша батарея состоит из жидкости, а не твердого тела. Если у вас закончился заряд, вы, в принципе, можете откачать отработанную жидкость и, как в обычном бензиновом или дизельном автомобиле, заправить его уже готовой жидкостью. А это займет несколько минут ».

Как это работает?

«Часть батареи, содержащая заряд, известна как электролит, и когда она состоит из твердого вещества, она зажата между двумя электродами. Когда вы используете аккумулятор, внутри электролита происходит химическая реакция, и заряд переходит от одного электрода к другому до тех пор, пока электролит не истощится.Затем вы заряжаете аккумулятор, направляя заряд в противоположном направлении через электроды, пока система не перезарядится.

«Проточная батарея другая. Здесь, поскольку электролит состоит из жидкости, он может храниться в резервуаре и прокачиваться мимо электродов во время работы. Поскольку у вас есть намного больше электролита, который нужно потреблять, проточная батарея может производить много энергии — вы получаете больше отдачи от затраченных средств. в непрерывном потоке жидкости, а не твердого тела?

«Совершенно верно.Кроме того, поскольку электролит представляет собой простую неорганическую соль в воде, можно контролировать старение. Внутри обычной литиевой батареи твердая система со временем деградирует, так что заряд с трудом перемещается вперед и назад. По этой причине литиевые батареи служат только определенное количество циклов заряда-разряда. Однако в нашей неорганической жидкой батарее этот процесс старения не происходит таким же образом, потому что неорганическая соль очень стабильна ».

Почему никто раньше не думал об использовании проточных батарей в электромобилях?

«Проточные батареи существуют уже давно, но их основная проблема — низкая плотность энергии.Другими словами, хотя вы могли производить много энергии, вам нужен был очень большой резервуар с электролитом для ее доставки — слишком большой для мобильных приложений.

«Как химик, я интересовался, как мы можем получить больше электронов — больше заряда — в объем пространства. В этом году мы с коллегами обнаружили, что если мы сделаем электролит из очень высокой концентрации оксида металла, он сможет поглотить гораздо больше заряда, чем мы ожидали. Результатом стала проточная батарея с плотностью энергии примерно в десять раз большей, чем было достигнуто ранее — 225 ватт-часов на литр с возможностью увеличения до 1000 ватт-часов на литр.Я внезапно понял, что с такой плотностью энергии возможно применение в транспортных средствах.

«Проточная батарея может производить много энергии — и вы получите больше отдачи от затраченных средств».

Профессор Ли Кронин, председатель правления Regius химии, Университет Глазго, Великобритания.

Как производительность сравнивается с текущими аккумуляторами в электромобилях?

«Например, Tesla Model 3 имеет аккумулятор на 70 киловатт-часов. Чтобы иметь такую ​​же емкость, нам потребуется не менее 70 литров лучшей версии нашей батареи — это примерно такой же размер, как топливный бак в бензиновой машине.’

Насколько сложно это реализовать на практике?

«Нет причин, по которым проточная батарея не может быть установлена ​​в существующий электромобиль, при условии, что она генерирует такую ​​же мощность и занимает такое же место. Между тем, все заправочные станции в мире имеют насосы и используются для перекачки жидкостей, поэтому большая часть инфраструктуры уже есть. Жидкости, которые мы используем, вызывают коррозию, но можно подумать о модернизации трубопроводов, чтобы справиться с этим.Возможно, резервуары для хранения придется модернизировать, но модернизация чего-либо намного дешевле, чем строительство совершенно новой инфраструктуры. Основным преимуществом является то, что наши электролиты зеленые — разряженные электролиты можно перезарядить, надеюсь, используя возобновляемую электроэнергию, и передать следующему покупателю ».

Что мешает нам сделать это прямо сейчас?

«Необходимо провести много инженерных работ, чтобы убедиться, что он может работать безопасно и надежно. В настоящее время мы переносим наши знания из лаборатории на испытательный стенд и разрабатываем прототип.Мы хотим проверить, получаем ли мы ожидаемую плотность энергии и работает ли механизм откачки. Если бы у меня были все деньги, я мог бы представить себе три шага: построить прототип для проверки всех работ и оптимизации эффективности, построить еще один для использования в стационарном приложении и, наконец, поставить его в машину.

«Я надеюсь, что теперь другие люди воспримут эту идею и отнесутся к ней серьезно из-за повышенной плотности энергии. Крупные компании со всего мира уже связались с ними, и мне только нужно выработать наилучший план действий.Я профессор университета, поэтому моя работа состоит в том, чтобы понять, как устроена Вселенная, но я не боюсь заняться разработкой, если есть потенциал для решения серьезной проблемы, если было доступно финансирование для видения ».

Это интервью отредактировано для большей ясности.

Исследование, представленное в этой статье, финансировалось Европейским исследовательским советом ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.

Обрамление дебатов: заправка топливных элементов и подзарядка аккумуляторных батарей в электромобилях

У меня был краткий обмен потоками в Твиттере с Кристопером Мимсом, Крисом Нелдером и Джоном Ликатой (все гениальные люди; уважение!), Где я высказал некоторые альтернативные предположения о двух будущих направлениях электромобилей с использованием подключаемых батарей по сравнению с водородными топливными элементами.Друзья и коллеги спрашивают, почему я так скептически отношусь к электромобилям с батарейным питанием. Итак, вот более организованный пост об альтернативных предположениях, которые могут выявить более жизнеспособный путь к расширению масштабов использования электромобилей.

Резюме: Поддержка топливных элементов h3 — это не безумная мечта, а рациональная стратегия роста, ориентированная на рынок

Электрификация мирового автопарка — это марафон, а не спринт. Возможность горизонтального масштабирования электромобилей станет реальностью примерно до 2025 года.Наиболее жизнеспособным (экономически выгодным + масштабируемым) путем является платформа электромобилей, которая объединяет системы водородных топливных элементов (первичные) и аккумуляторы (вторичные).

Нам следует избегать формулирования разговора в терминах 2014 года или смотреть на мнения первых пользователей о том, что лучше всего для будущего. Сегодня ни плагины, ни топливные элементы не являются жизнеспособными вариантами в глобальном масштабе. Они вряд ли будут готовы как глобальное решение еще как минимум десять лет.

Telsa — новатор, но действующие компании по-прежнему доминируют в производственной цепочке поставок и в магистральной топливной инфраструктуре. Публично заявленные рыночные сигналы от таких автопроизводителей, как Toyota, Honda, Daimler, Hyundai, Ford и Nissan, демонстрируют явное предпочтение долгой игры с преобразованием топлива с помощью топливных элементов.

Молекулярные заправочные станции (например, топливо с высоким содержанием водорода или h3) предлагают инфраструктурным компаниям возможность получать постоянную операционную прибыль и возмещать капитальные вложения по мере медленного масштабирования. Станции подзарядки останутся центрами затрат и потребуют массивных (и постоянных) субсидий, будут нарушать работу энергосистемы и никогда не смогут удовлетворить потребителей, которым требуется быстрая (<5 минут) дозаправка.Проще говоря? Я могу зарабатывать деньги на заправке, а для подзарядки всегда будут нужны субсидии.

А как насчет изменения климата? Если вас беспокоит немедленное сокращение выбросов парниковых газов, то вам следует сосредоточиться на гибридах и легких транспортных средствах. Кратковременного решения проблемы изменения климата с помощью электротранспорта не существует.

Сколько времени это займет? Это индустриальный переход, который длился несколько десятилетий. Краткосрочный рост благоприятствует плагинам, но long game (после 2025 года) — это будущее электромобилей на основе топлива.

Наши инвестиции должны отражать желание выиграть марафон, а не спринт.

Почему я так думаю?

Реалистичный горизонт электрификации транспортных средств: марафон, а не спринт

Электромобили (EV) относятся к механическим тепловым двигателям, которые заменяют электродвигатели. Эти электродвигатели могут получать энергию от аккумуляторов (накопление электроэнергии) или молекулярного топлива (преобразование топлива) или от интеграции накопления и преобразования топлива!

Электрооборудование мирового автопарка — это переходный период, который длился несколько десятилетий.По приблизительным оценкам, сегодня в мире 1 миллиард автомобилей. 60 миллионов продаются ежегодно. По оценкам, средний товарооборот флота со зрелой экономикой, такого как США, составляет более 15 лет. Для значительного перехода потребуется несколько десятилетий.

Наша инвестиционная стратегия должна предусматривать кривые затрат на технологическую платформу к 2025 году и устойчивые (заправочные) бизнес-модели, которые поддержат глобальную автомобильную промышленность, когда она будет лучше позиционирована для переоснащения производства автомобилей. Мы также должны избегать распространять предположения о том, чего хотят и готовы делать потребители, используя первых энтузиастов современных электромобилей.

Импульс электромобилей начался в таких местах, как Калифорния, но закончился в таких местах, как Канзас-Сити, Пекин, Нью-Дели и Лагос. Нам необходимо инвестировать в решения, которые подходят для глобальных рынков.

Три причины, по которым мы должны делать ставку на электромобили, работающие на топливе:

# 1 Сигнал от автопроизводителей: электромобили на топливе — наш предпочтительный путь

Автомобильные компании из наиболее ориентированных на инженерию экономик мира — Германии (Daimler), Японии (Toyota; Honda) и Кореи (Hyuandai) сделали очень четкие сигналы в публичном заявлении о дорожной карте, что их долгая игра для электромобилей будет основана на топливо-конверсия.Даже Ford и Nissan, отказавшиеся от топливных элементов всего несколько лет назад, теперь участвуют в параде.

Мы должны планировать задержки и не оправданные ожидания. Фактические даты начала производства всегда будут сдвигаться и никогда не будут удовлетворять энтузиастов FCEV, но причины для поддержки электромобилей на топливе очевидны:

• Затраты: Топливные элементы имеют более низкое соотношение стоимости к массе (ключевой фактор для контроля затрат на производство и цепочку поставок). Сейчас мы находимся в топливных элементах четвертого поколения и приближаемся к пороговому значению 50 кВт · ч, когда они становятся конкурентоспособными с двигателями внутреннего сгорания.
• Производительность: Преобразовывая энергию молекулярного топлива в батареях топливных элементов, автопроизводители получают более сопоставимый источник энергии для реального вождения. Аккумуляторы требуют сложной инженерии, чтобы справляться с пиковой нагрузкой во время разгона. Придвиньте аккумуляторы до упора, и вы столкнетесь с расходами на структурную деградацию.
• Конструкция: Интеграция хранилища топлива (даже сжатого водорода) и устройства преобразования займет меньше места на шасси автомобиля.
• Использование будущих инноваций — В аккумуляторных батареях по-прежнему будут появляться дополнительные инновации.Топливные элементы имеют больший потенциал роста, включая МЭБ, катализаторы из неблагородных металлов, улучшенные катализаторы для снижения содержания кислорода в части преобразования энергии топливных элементов.

Автомобили на топливных элементах НЕ готовы к крупносерийному производству в 2014 году. Toyota и Honda уже не за горами, но это платформа, масштабирование которой мы не можем ожидать до 2020 или 2025 года. Мы должны сосредоточиться на динамике в пределах затрат. кривые и твердые предположения о поддержке производительности по сравнению с батареями делают этот путь более предпочтительным для автопроизводителей.Топливные элементы могут масштабироваться из-за их инженерии, основанной на MEA. Держите топливо вне процесса, и у вас есть немеханические устройства преобразования для электродвигателей.

# 2 Проблемы масштабирования сети с подключаемым модулем
Сторонники электромобилей с подключаемым аккумулятором быстро говорят: «У нас есть существующая система электроснабжения» и «станции подзарядки доступны уже сегодня. Они утверждают, что масштабирование станций заправки водородом обойдется дороже и займет больше времени. Я бы сказал совершенно противоположное.

У нас стареющая национальная электросеть, но в Соединенных Штатах нет единой, готовой к потребителю сети для подзарядки транспортных средств.

Сеть подзарядки представляет собой лоскутное одеяло из более чем 5000 подключаемых станций, расположенных рядом с торговыми центрами, корпоративными парками и жилыми многоквартирными домами. Большинство этих станций простаивают, не имеют достаточной мощности и были построены на инвестиционные доллары без какой-либо реальной модели возврата капитала. Это косметическое средство и совершенно неэффективное масштабируемое долгосрочное решение по сравнению с переносным топливом.

Защитники будут утверждать, что подзарядка вашего электромобиля — это дешево. Пенни на доллар по сравнению с нефтью или водородом, которые всегда будут дороже. Все верно. Электричество всегда будет дешевле водорода. И это проблема для любого видения, которое требует глобального масштаба.

Кто заплатит за десятки миллионов станций подзарядки? Кто вернет деньги, когда электроны доставят гроши владельцу инфраструктуры?

Какова бизнес-модель «бесплатного» пополнения счета?

Затраты, вероятно, будут намного больше, чем полагают защитники.Станции подзарядки — не такое простое продолжение сети, как утверждают защитники. Расширение сети до сетей подзарядки обходится недешево, и при расширенном будущем сценарии потребуются значительные аккумуляторные батареи, чтобы помочь коммунальным службам уравновесить спрос по мере того, как транспортные средства уходят из сети.

Не объединяйте нашу сетку с сетью электромобилей. Их нужно связать и интегрировать.

Время зарядки с помощью станций быстрой зарядки варьируется от нескольких часов до двадцати минут.Парковка автомобиля на станции с медленной зарядкой на несколько часов — дорогое удовольствие для владельцев станций, которые не могут привлечь новых клиентов, пока машины заряжаются.

Двадцать минут ожидания для подзарядки Tesla лучше, но попробуйте продать двадцать минут средним потребителям, которые сегодня привыкли к нескольким минутам «накачки» молекулярного топлива.

Как выглядит станция быстрой подзарядки, когда количество автомобилей, ожидающих 20 минут в час пик по дороге домой с работы, увеличивается в 10 или 100 раз?

Что происходит с батареями в режиме суперзаряда? Структурная деградация ускоряется.Электроны — дело непростое. Молекулы более стабильны.

Увеличение масштаба сменных зарядных станций для десятков миллионов и сотен миллионов автомобилей было бы масштабным (дорогостоящим) мероприятием.

Tesla имеет четкое видение своих станций Supercharger и открыла свои технологии, чтобы побудить других поставщиков построить сеть. Маск — гений, но я не могу себе представить, сколько затрат связано с развитием глобальной сети станций подзарядки, которые практически не приносят прибыли от сервиса.Использование в реальном мире вызывает недоумение. Представьте себе 18:00 в час пик, когда Теслас подъезжает к станции только для того, чтобы ждать двадцать минут, пока откроется место.

Домашние зарядные станции хорошо подходят для первых пользователей с пригородными гаражами, но снова не могут масштабироваться в мире, где урбанизация является моделью развития.

Мы не должны объединять наличие электросети или сети перезарядных станций с масштабируемым решением. Сегодня сети пополнения счета нет. Это должно быть построено.Это будет дорого стоить и доставить электроны, не приносящие прибыли.

А теперь представьте себе мир со 100 миллионами или миллиардом автомобилей, постоянно находящихся в движении и нуждающихся в подключении к сети ?! Устрашающий…

# 3 Инфраструктура на основе молекулярного топлива: не идеально, но прибыльно
Водород никогда не будет дешевле электричества, но он будет более прибыльным. Вы устанавливаете заправочную станцию ​​и получаете прибыль от продажи топлива потребителям.Клиенты будут делать более разумный выбор в отношении того, сколько они водят, потому что топливо имеет свою стоимость. Поставщики инфраструктуры увидят четкий путь к масштабированию сети, потому что есть запас на молекулы.

Сколько станций нам понадобится?
Калифорнийская разработка топливных элементов показала, что общие затраты намного ниже, чем предполагают скептики. Внедрение будет постепенным и географически привязано к рыночным условиям. Нет никаких оснований полагать, что нам нужно в ближайшее время «заменить» наши бензонасосы на водород.Но эти станции будут приносить прибыль. У них будет клиентский опыт, более знакомый с сегодняшней портативной топливной моделью.

W вот водород достанем?
Природный газ и возобновляемые источники энергии. Уделите пристальное внимание проектированию обеих систем, и вы сможете ясно видеть проблемы и сохранять оптимизм.

(Опять же, не ищите решения для климата в электромобилях. Не верьте, что тонкие «колеса для улучшения» выбросов парниковых газов в батареях меняют правила игры.Облегчение — более эффективный способ снизить выбросы парниковых газов в транспортном секторе. Сосредоточьтесь на этом, если хотите краткосрочного воздействия)

Сколько это будет стоить? Насколько «зеленым» он будет?
Этот ответ требует, чтобы вы заявили предположения о стоимости материалов, связанных с катализаторами, резервуарами для хранения, трубопроводами или грузовиками, насосными станциями, системами безопасности, расходами на соответствие и др.

Короткий ответ: мы видим явный прогресс в развитии кривых затрат на производство и хранение водорода.Будут затраты, но молекулы (топливо) побеждают электроны как более управляемый и прибыльный продукт.

Куда мы пойдем дальше? Объяснение выбора электромобилей
Существует полная путаница в терминах «электромобиль» и наших долгосрочных вариантах. Большинство людей ассоциируют «электричество» с аккумулятором. Что теряется в кадре, так это то, что автомобили , работающие на топливных элементах, являются электрическими — они просто используют водородное топливо в электричество для питания электродвигателя.Нет различия между «электрическими» и «водородными» автомобилями. Общественность и политики должны быть осведомлены о нашем инвестиционном выборе.

Защитники топливных элементов подвергаются нападкам и изображаются как чудаки со звездными глазами, в то время как самодовольные защитники, работающие от батарей, кажутся чрезмерно уверенными в своем выборе, который изменит правила игры.

Время покажет, кто из евангелистов правее…

Когда электромобили станут мейнстримом?

Когда электромобили могут стать основным источником продаж новых автомобилей?

Никто не знает.

Что мы действительно знаем, так это то, что рынок электромобилей сегодня составляет менее 1% мировых продаж автомобилей.

Сегодня «режим строительства». Мы находимся на рыночной фазе перехода, требующей «первых последователей» и «евангелистов». Это эпоха автомобилей с подключаемыми аккумуляторными батареями. Но не будем путать эту фазу с финалом игры.

Маск — блестящий лидер, но батареи предназначены для фазы раннего внедрения

Это решение инвестировать в дорожную карту «подключаемых» аккумуляторных батарей для электромобилей может нанести ущерб долгосрочному потенциалу электрификации мирового автопарка.

Более разумным и более стратегическим вложением было бы инвестирование в электромобили на основе молекулярного топлива, работающие за счет интеграции топливных элементов и аккумуляторов. Посылайте четкие сигналы всем заинтересованным сторонам о том, что нам нужна платформа, понятная производителям, владельцам инфраструктуры и потребителям.

Мы должны оценивать наши инвестиции на основе логики построения бизнес-модели, рентабельности инвестиций, инноваций, определяющих кривые затрат, и реалистичного ощущения готовности рынка и спроса, который начнется не раньше 2025 года или позже.