Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Nanoflowcell: автомобиль, который «убьет» нефть
Post Icon

Nanoflowcell: автомобиль, который «убьет» нефть

Опубликовано в Авторемонт разное
30 Ноя 2007

Nanoflowcell: автомобиль, который «убьет» нефть

nanoFlowcell: автомобиль, что «убьет» нефть

    Широкая дверь Quant E открывает доступ и к переднему, и к заднему сиденью в один момент. Ее ширина превышает два метра.

Нунцио ла Веккия, визионер и технический директор лихтенштейнской компании nanoFlowcell, — мастер делать столь громкие заявления, что от них волосы на голове становятся дыбом. Оцените мощь посыла: «Отечественная методика целенаправленных изучений разрешила нам прорваться через преграды, установленные квантовой химией». Либо чуть правильнее: «Физические и химические границы, установленные уравнением Нернста (лауреат Нобелевской премии по химии, связавший термодинамику с электрохимией. — Прим. ред.), были отодвинуты нами так на большом растоянии, что мы не могли поверить глазам».

Но не торопитесь снисходительно радоваться. Сперва оцените характеристики первого концептуального автомобиля Веккии, nanoFlowcell Quant e-Sportlimousine.

Четыре электродвигателя выдают 925 л.с. пиковой мощности и развивают ужасный крутящий момент 2900 Н•м — это тяга, которую нереально реализовать кроме того теоретически, исходя из этого электронике приходится непрерывно умерять неистовый пыл моторов. Четырехместный спорткар длиной 5257 мм выстреливает до много за 2,8 с и разгоняется до 380 км/ч. И данный монстр уже получил от правительства разрешение свободно колесить по дорогам Европы.

И основное: пробег Quant e на одной зарядке (либо заправке!) достигает 600 км, а чуть более близкий к судьбе и к серии компактный спорткар nanoFlowcell Quantino, в соответствии с обещаниям, будет проезжать до 1000 км без кормежки.

На самом деле машины, каких свет еще не видывал, — вовсе не основное детище компании. Они помогают только первыми демонстраторами разработки потоковых батарей nanoFlowcell, благодаря которым компания обещает перевернуть представления об энергетике в исторических масштабах.

Два слова о химии

Разработка потоковых батарей уходит корнями в космическую отрасль: в первый раз подобный источник энергии был запатентован NASA во второй половине 70-ых годов двадцатого века и предназначался для обеспечения энергией космических аппаратов. Он сочетает в себе преимущества и конструктивные принципы классических аккумуляторная батарей, топливных ячеек а также двигателей внутреннего сгорания.

Потоковые батареи возможно как перезаряжать, так и мгновенно заправлять новым электролитом, как будто бы бензином. Они не имеют результата памяти и не уменьшают емкости с годами.

В теории у них нет технологического предела по емкости (зависит от количества «топливных» баков) и мощности (зависит от размеров реактора). Неприятность только в том, что до недавнего времени они были очень неэффективны с позиций сочетания всех этих параметров, другими словами давали мощность и небольшое напряжение при через чур громадных размерах.

Эксперты nanoFlowcell утверждают, что им удалось упаковать в литр электроактивной жидкости невиданное количество энергии посредством нанотехнологий. Состав «горючего», разработка его производства и конструкция энергетической ячейки, очевидно, держатся в строжайшем секрете.

Дабы разобраться, как трудятся современные потоковые батареи, стоит освежить в памяти принцип действия более несложных источников энергии. Отметим, что в самом несложном гальваническом элементе, к примеру пальчиковой батарейке, анод (отрицательный электрод) и катод (хороший электрод) поделены электролитом — раствором, проводящим электрический ток за счет подвижности содержащихся в нем ионов.

На поверхности анода протекает реакция окисления, на протяжении которой высвобождаются свободные электроны и положительные ионы. На поверхности катода идет реакция восстановления, протекающая с поглощением свободных электронов и хороших ионов. Наряду с этим хорошие ионы движутся от анода к катоду через электролит, а отрицательные — через нагрузку: электромотор, лампу либо иную электрическую схему.

В самых несложных угольных батарейках цинковый стакан, что является анодом, неспешно растворяется, отдавая электроны и ионы. В перезаряжаемых аккумуляторная батареях восстановления и процессы окисления обратимы.

К примеру, в литий-ионных элементах положительно заряженные ионы лития переходят от катода к аноду при зарядке и от анода к катоду при разрядке. Независимо от черт, большая часть привычных нам аккумуляторов и батареек роднит замкнутая конструкция.

В их закрытом корпусе находятся и электроды, и электролит, и запас электроактивных элементов (поставщиков расходных материалов для реакций), в роли которых, в большинстве случаев, выступают сами электроды. Это значит, что и мощность, и емкость батареи ограничены размерами ее корпуса.

Этого недочёта лишены потоковые батареи, в которых электролит содержит растворенные электроактивные вещества, хранится в отдельных баках и прокачивается насосами через топливную ячейку. В хорошей потоковой батарее redox (сокращение от reduction-oxidation, восстановление-окисление) имеется два бака: в одном хранится жидкость для окислительной реакции, в другом — для восстановительной.

Топливная ячейка складывается из двух электродов, поделённых мембраной. Мембрана мешает смешиванию жидкостей между собой, но не мешает ионному обмену между электродами. Продукты окислительно-восстановительных реакций удаляются из ячейки вместе с протекающей жидкостью, которая по замкнутому контуру возвращается обратно в бак.

разрядка и Зарядка в потоковой батарее происходят равно как и в каждый: на протяжении работы концентрация электроактивных веществ в баках падает, а на протяжении зарядки — растет. Емкость потокового аккумулятора зависит от размеров топливных баков, исходя из этого потенциал данной конструкции тяжело переоценить.

Кроме того, при необходимости скоро пополнить заряд жидкость возможно . Это так же легко и комфортно, как заправить бензиновый автомобиль.

Но мощность потоковой батареи так же, как и прежде определяется размерами электродов в топливной ячейке и интенсивностью происходящих на ней реакций. Как раз исходя из этого до недавнего времени возможности таких источников питания в индустрии, в особенности в автомобильной, были не радужными.

Нанореволюция

Что стоит за витиеватыми высказываниями Нунцио ла Веккии о квантовой химии и нанотехнологиях? Очевидный путь к увеличению мощности топливной ячейки — повышение площади поверхности электрода: так как именно на ней протекает химическая реакция и вырабатываются заветные электроны.

Самый несложный путь — экспериментировать с геометрической формой электродов: сворачивать их в спираль, гофрировать, придавать им самые причудливые формы, дабы расширить площадь поверхности, не выходя за приемлемые габариты ячейки. И конечно же, любой производитель батарей уже выжал целый потенциал геометрии досуха.

В собственной цюрихской лаборатории эксперты nanoFlowcell экспериментировали не с конструкцией ячейки и не с химическим составом электродов. Объектом их изысканий была так называемая жидкость.

Кроме электроактивных веществ она содержит кристаллические наночастицы, талантливые вырабатывать в близи от электродов пространственные структуры. В следствии заряд формируется не только на поверхности электродов, но и в пространстве около них, в самой жидкости. Пространство, в котором происходит реакция, выясняется многократно больше простого.

При выходном напряжении 600? В и токе в 50? А аккумуляторная установка nanoFlowcell выдает 30? кВт мощности.

При сопоставимой массе ее емкость в пять раз превышает емкость литий-ионных батарей.

Один литр «ионной жидкости» вмещает 11?400?Вт•ч, что в 400 раза больше, чем в простом свинцовом автомобильном аккумуляторе. Приятные бонусы — фактически полное отсутствие склонности к саморазряду и гарантированный ресурс в 10?000 зарядных циклов.

Но в простую машину такую батарею не поставишь. Машины Quant E, Quant F и Quantino было нужно проектировать практически около аккумуляторной установки. Судите сами: количество топливных баков Quant E — 200 направляться любой.

400 л ионной жидкости необходимо разместить без ущерба для управляемости и комфорта.

Потоковая батарея неустанно производит электричество, которая запасается в емких суперконденсаторах. Эти устройства способны отдавать энергию весьма скоро громадными порциями, как раз они снабжают столь внушительную динамические характеристики и пиковую мощность автомобиля. В них же запасается энергия торможения автомобили.

В то время, когда заряд батареи подходит к концу, обладатель авто направляется вовсе не к ближайшей розетке, а на заправку. Компания создала особый заправочный терминал большого давления с пистолетами и двойными шлангами, что разрешает скоро заполнить баки новым набором ионных жидкостей.

Мировое господство

Разумеется, что конечная цель nanoFlowcell — вовсе не скромное место под солнцем на тесном конкурентном рынке производителей машин. Скорее, это мировое господство.

Сайт компании рисует нам радужные возможности: на чудесном двухкомпонентном горючем будут трудиться легковушки и грузовики, самолёты и корабли, поезда а также домашние электроприборы. Складывается чувство, что лихтенштейнцы нашли уникальную скважину с патентованной нефтью принципиально нового качества.

Пожалуй, стоит захотеть им удачи: эксперты компании заверяют, что разработка топливных ячеек и производства, и самой ионной жидкости очень дружелюбна к окружающей среде, к тому же в ней не употребляются драгоценные и редкоземельные металлы. Нам же, простым смертным, она обещает стремительные, эргономичные и экономичные машины в самом ближайшем (со слов Нунцио ла Веккии) будущем.

Центр тяжести

|photo-3|

Самый массивный элемент конструкции Quant E — топливный бак, две емкости по 200 л любая. Запас ионных жидкостей хранится максимально низко и близко к центру кузова — в центральном тоннеле.

nanoFlowcell Quant F

«Попытайтесь догоните нас!» — данной фразой создатели обрисовывают электромобиль Quant F (наследник Quant E), намекая, что его скорость — всего лишь метафора, характеризующая стремительность научных разработок экспертов nanoFlowcell. Разработки эти развивают максималку более чем 300 км/ч и разгоняются до 100 км/ч за 2,8 с при запасе хода до 800 км. Кроме невиданных динамических черт автомобиль может похвастаться сенсорными органами управления, запрятанными под древесной отделкой салона, и дисплеем на центральной консоли шириной 1,25 м. Протяженность гиперкара — 5257 мм, колесная база — 3198 мм. Занимательна и ширина дверного проема — более 2?? м.

nanoFlowcell Quantino

Не обращая внимания на немыслимые для субкомпактного авто 22-дюймовые колеса, хетчбэк Quantino самый близок к серийному производству. По обещаниям nanoFlowcell, он порадует будущих обладателей 1000-км ценой и запасом хода, соответствующей его размерам.

броская изюминка Quantino — низковольтная энергетическая установка с напряжением всего 50? В. Подобные системы требуют через чур большой силы тока, дабы развить приемлемую мощность, исходя из этого раньше они устанавливались лишь на маленькие гольф-кары.

Двигатели Quantino развивают хорошие 134 л.с., что демонстрирует большой энергетический потенциал nanoFlowcell. Преимущество низковольтной совокупности — отсутствие риска искрового разряда, чреватого пожаром.

Для перемещения автомобиля nanoFlowcell употребляется энергия химических связей в электроактивных жидкостях двух видов. В топливной ячейке она преобразуется в электрическую энергию, которая накапливается в суперконденсаторах. Конденсаторы смогут отдавать громадные порции энергии за маленькое время, они снабжают высокую пиковую мощность силовой установки.

Разделяй и властвуй

По принципу действия потоковые батареи фактически не отличаются от простых. Отличие состоит только в том, что электроактивные вещества в них сохраняются в отдельных баках и поставляются к электродам насосами.

Статья «Тихий грохот будущего» размещена в издании «Популярная механика» (№151, май 2015).

Автомобиль, что убьет нефть masterok


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки: , ,

Комментирование закрыто.