Электрические машины обладают общеизвестными достоинствами: они экологичны и не оказывают негативного воздействия на природу. Тем не менее, у них есть один значительный недостаток — процесс зарядки занимает продолжительное время. Технология «жидкого аккумулятора» позволит сократить это время до нескольких минут.
Решение этой проблемы могут предоставить ионно-литиевые элементы, известные как «перезаправляемые батареи». В случае истощения электролита, необходимого для их работы, его можно будет восполнить свежей жидкостью, что исключит необходимость стационарной зарядки. Фактически, это позволит заправлять электромобиль с использованием обычного шланга.
Ученые работают над созданием перезаправляемых или так называемых проточных аккумуляторов, которые можно заправлять за считаные минуты на обширной сети конвертированных заправочных станций. Это новшество может сделать электромобили более привлекательными для водителей, которые опасаются длительного времени зарядки.
Ли Кронин, исследователь из Университета Глазго и один из ключевых разработчиков этой технологии, считает, что подобные батареи сделают электромобили полноценной заменой традиционным автомобилям, а тревога по поводу ограниченного запаса хода при дальних поездках уйдет. Последователи этой идеи даже предполагают возможность адаптации существующей сети трубопроводов для транспортировки аккумуляторной жидкости, подобно тому, как сейчас перекачивается бензин. Специалисты, работающие под руководством Кронина, стремятся повысить энергетическую плотность проточных аккумуляторов, разрабатывая электролит с высокой концентрацией оксида металла. Благодаря этому, их проточные аккумуляторы могут быть компактными и достаточно легкими для применения в электромобилях.
Параллельно с этим, другая команда ученых под руководством Джона Кушмана, сотрудника Университета Пердью, заявила о разработке жидкой батареи, обладающей в три-пять раз большей плотностью энергии по сравнению с обычными, перекачивая электролит через несколько элементов батареи на высокой скорости. В 2016 году Кушман стал одним из основателей стартапа под названием IFBattery.
Подобно литий-ионным аккумуляторам, применяемым в большинстве современных электромобилей, проточные батареи высвобождают энергию благодаря химическим процессам, происходящим между электродами и электролитом. В литий-ионных батареях электролит расположен между электродами, и его необходимо перезаряжать по мере расхода. В проточных батареях электролит циркулирует из резервуара через саму батарею, поэтому при его истощении его можно заменить на новый.
Несмотря на это, по мнению ряда специалистов, технология проточных батарей сталкивается с существенными техническими сложностями, которые предстоит решить, чтобы она стала действительно применимой. Парадоксально, но и потребительские предпочтения, основанные на представлении об электромобиле как о транспортном средстве, которое можно заряжать самостоятельно, могут оказать влияние. Профессор Йельского университета, химик Хайлян Ванг, называет эту новинку потенциально значительным прорывом, однако отмечает, что существуют проблемы, касающиеся стоимости и надежности данной технологии.
Определить сроки появления на рынке транспортных средств с жидкими аккумуляторами достаточно затруднительно. Кушман выражает надежду на проведение испытаний технологии в течение ближайших трех лет, а Кронин планирует затратить до полутора лет на тестирование электролита. Однако оба разработчика подчеркивают, что сроки реализации проекта напрямую зависят от того, насколько успешно справятся исследовательские группы получить должное финансирование и партнерские соглашения, необходимые для производства автомобилей с подобной технологией. Более того, даже с их преимуществом не ясно, насколько хорошо проточные батареи будут конкурировать с литий-ионными батареями, которые годами доминировали на рынке.