Новая технология: 10-минутная зарядка обеспечивает пробег электромобиля в 800 километров

Дальность поездки и время, необходимое для зарядки аккумулятора, по-прежнему являются двумя главными аргументами, которые отпугивают людей от покупки электромобиля в качестве альтернативы двигателям внутреннего сгорания. И вот теперь инженер марокканского происхождения Рашид Язами, который однажды уже произвел переворот в литий-ионных аккумуляторах, продолжает работать над технологией, с помощью которой аккумулятор электромобиля можно будет зарядить всего за 10 минут.

Язами осуществил настоящий прорыв в литий-ионных аккумуляторах

Первое революционное изобретение Рашида Язами было сделано уже давно. В середине 1970-х годов исследователи уже знали, что графит можно использовать для превращения лития в расплавленном или порошкообразном состоянии в материал для хранения энергии. Однако практическое воплощение отсутствовало. Ситуация изменилась, когда Язами и его соавтор изобрели в 1983 году графитовый анод. Эта технология сыграла важную роль в обеспечении доступности и надежности литий-ионных аккумуляторов в массовом производстве. Из 10 миллиардов батарей, произведенных в мире в 2019 году, 98 процентов содержали анод Язами.

Новая технология должна кардинально сократить время зарядки

Сейчас Язами живет в Сингапуре и вместе со своей компанией KVI занимается еще одним технологическим прорывом: быстрозарядными аккумуляторами для электромобилей. И делают они это с большим успехом. «Мы подготовили новую технологию, которая становится самой высокоскоростной технологией аккумуляторной зарядки в мире. Нам уже удалось осуществить зарядку аккумуляторной батареи высокой плотности лишь только за десять минут. А это значит, что если сравнить это с технологий Tesla, где быстрая зарядка происходит за 70 минут, то наш метод получается в семь раз быстрее», — говорит Язами о своей работе.

Технология быстрой зарядки Язами основана на новом подходе к подаче энергии в аккумулятор. Традиционные батареи заряжаются постоянным током. Язами же применяет метод, который называется «нелинейная вольтамперометрия», где контролируется напряжение, а не поток электричества.

Инженер сравнивает электрическое напряжение с проводником. Напряжение на ступени остается постоянным до тех пор, пока не будут соблюдены определенные параметры. Затем можно подняться на следующую ступень. И в конце «лестницы» получается уже полный заряд. По словам Яземи, этот метод дает батареям паузы во время процесса зарядки, что меняет их поведение при зарядке. «Нам нужно сделать аккумуляторы счастливыми», — говорит Яземи.

Его метод не только должен сделать зарядку аккумуляторов более удобной для потребителей, но также и продлить срок жизни батарей. «Наша технология, обеспечивающая быструю зарядку, параллельно продлевает и срок жизни аккумуляторов, так как они при такой зарядке не испытывают стресса. Вместо того чтобы использовать батарею всего пять лет, вы сможете использовать ее на протяжении десяти лет, ибо способ, которым мы осуществляем зарядку батареи, не вызывает воздействия на нее высоких температур или значительных токовых нагрузок», — говорит Яземи. Его мечта — за 10 минут заряжать аккумулятор для пробега на расстояние 800 километров. Эксперты отрасли оценивают потенциал бизнеса по производству батареи нового поколения в десятки миллиардов долларов на ближайшие десять лет.

Безопасность и плотность энергии также на повестке дня

Две другие проблемы, которые Яземи планирует решить — это плотность энергии и безопасность. Когда на рынке впервые появился литий-ионный аккумулятор, плотность энергии у него составляла около 90 ватт-часов на килограмм. Сейчас этот показатель находится на отметке около 270. Цель Яземи — довести значение до 300.

Самая большая проблема безопасности литий-ионных аккумуляторов — это их поведение при повреждении или при высокой нагрузке. Нередко с ними случаются пожары или небольшие взрывы. Подход Яземи к этому вопросу основан на предупреждениях: «Нам нужна технология, которая будет предупреждать о проблеме заранее — за несколько недель или даже за месяц. Благодаря этому, вы, как конечный пользователь, распознаете слабую батарею с риском заблаговременно. И тогда вы сможете отремонтировать аккумуляторную батарею, произвести ее замену или просто ее не использовать. Благодаря этому безопасность повысится в три или четыре раза». Но нельзя забывать, что безопасность пассажиров также зависит и от личной ответственности водителя — как, например, использование ремней безопасности.

Яземи предполагает, что электромобильность сможет выйти за рамки электромобилей и электроскутеров уже в ближайшие 20–30 лет, например, в направлении создания самолетов с электрическим приводом. Он также ожидает, что доля Европы в производстве аккумуляторов увеличится с нынешних 3 процентов до минимум 20 процентов.