Новая технология даст практически неограниченный запас хода для электромобилей

Только представьте, появилась специальная поверхность, которая добавит к пробегу автомобиля тысячи километров! Недавно компания Mercedes-Benz представила краску, способную заряжать машину прямо от солнечных лучей. При идеальном освещении электрокар сможет проезжать дополнительные 12 000 км в год, получая подпитку от самого солнца.

Краска просто чудо

— из заявления компании Mercedes-Benz.



Современные электромобили используют мощные литий-ионные батареи, которые постоянно совершенствуются. Однако эти аккумуляторы имеют два серьезных недостатка: долгое время зарядки и ограниченное время хранения энергии (саморазряд).

Новая фотоэлектрическая краска от Mercedes-Benz отчасти решает эти проблемы. Она способна превращать солнечный свет в электрическую энергию, используя фотоэлектрический эффект.

Когда солнечные лучи касаются этой чудо-краски, специальные наночастицы, называемые квантовыми точками, ловят свет и передают его энергию электронам. Последние начинают двигаться, создавая электрический ток.

Энергия постепенно концентрируется в тонких проводящих слоях, спрятанных в самой краске, а затем направляются уже в автомобиль. Там электрический ток либо сразу питает нужные компоненты машины, либо заряжает батареи для дальнейшего использования.

Можно не заряжать и даже привозить домой

Солнечная краска от Mercedes-Benz представляет собой тонкий слой наночастиц, скрытый под обычным лакокрасочным покрытием автомобиля. Этот слой настолько прозрачен, что пропускает почти всю солнечную энергию — целых 94%! — к находящемуся под ним фотоэлектрическому покрытию. Так что снаружи машина выглядит абсолютно обычно, как будто ничего особенного и нет.

Толщина этого волшебного слоя — всего 5 микрон, что примерно равно толщине человеческого волоса. А весит он всего 50 г на каждый кв. м поверхности, что делает его невероятно легким. Это как если бы на машину нанесли тончайший слой крема или пудры.

И хотя краска такая легкая, она удивительно эффективна: каждая пятая часть солнечного света преобразуется в полезную энергию. Эксперты говорят, что она превращает поверхность электромобиля в аналог обычных солнечных панелей.

Mercedes-Benz утверждает, если покрасить площадь около 11 кв. м (примерно как у среднеразмерного внедорожника), то собранной от солнца энергии хватит на значительную часть повседневного расхода заряда батарей.

К примеру, в Германии чудо-краска могла бы компенсировать до 62% ежедневных поездок по городу. А в Лос-Анджелесе, где солнечного света очень много, нанопокрытие могло бы добыть столько энергии, что можно совсем не заряжать электрокар.

Эта солнечная краска продолжает работать, даже когда автомобиль стоит на парковке и не используется. Главное условие — наличие солнечного света. У инженеров Mercedes-Benz также есть замечательная идея: излишек накопленной энергии водитель может привозить домой и перекачивать в домовую систему, используя систему двухсторонней зарядки.



Однако компания пока не сообщила точные сроки, когда эта технология станет доступна на рынке. Сейчас основное внимание сосредоточено на разработке способа нанесения такой краски на любые части автомобиля, вне зависимости от их формы и положения.

А есть еще и другие идеи

Надо сказать, фотоэлектрическая краска с наночастицами — это далеко не единственное ноу-хау для электрокаров, появившееся в последнее время. В начале 2024 года ученые из Южной Кореи представили инновационный гель, который значительно повышает емкость батарей электромобилей.



Исследователи нашли способ улучшить зарядную способность литий-ионных батарей, используя микроскопические частицы кремния вместе с гелем-электролитом.

Во время зарядки батареи положительно заряженные ионы лития перемещаются к аноду, а электроны идут по цепи обратно к положительной клемме. Когда ионы перестают поступать на анод, батарея считается полностью заряженной.

Кремний давно рассматривается как материал для анодов в литий-ионных батареях, потому что он может удерживать в десять раз больше ионов лития, чем используемый сейчас графит. Однако проблема заключается в том, что при зарядке кремний сильно увеличивается в объеме, что может повредить батарею. Хотя наноразмерный кремний решает эту проблему, наладить его производство крайне сложно и дорого.

Но новое исследование предлагает решение: использование частиц кремния размером в микрометр, связанных с эластичным гелевым электролитом. Гель помогает распределять напряжение, возникающее при расширении кремния, предотвращая разрушение батареи и сохраняя высокую проводимость.

Так как эти микрочастицы в тысячу раз крупнее наночастиц, новая разработка обещает создать высокоэффективные кремниевые аноды исключая потребность в дорогом производстве.