khimie.ru

Современный автомобиль с одной заправкой бензобака проходит 400-500 километров. Электромобиль на аккумуляторах – 50-80, Заправка автомобиля занимает пять минут. Заправка аккумуляторов электромобиля − несколько часов. Автомобиль может идти со скоростью 160 и более километров в час, электромобиль − на сто километров меньше.

Перевес явно на стороне автомобиля.

Но скажите, какая в современном большом городе реальная скорость (светофоры, погрузка, разгрузка…)? Не так уж и велика.

Стало быть, если исходить из городских условий, то одно из преимуществ автомобиля перед электромобилем перестает играть существенную роль. Зато преимущество электромобиля (не загрязняет атмосферу!) было бы особенно ощутимым, если бы вдруг электромобили, которых сейчас мало, поменялись местами с автомобилями, которых развелось уже слишком много.

К сожалению, это «вдруг» произойдет, видимо, не так скоро.

В ФРГ провели экономический обсчет цепочек преобразования энергии: начиная с ее источника до получения полезного эффекта, И вот какие получили кпд.

Первая цепочка: каменный уголь или ядерная энергия − электричество − контактные провода − электротранспорт (троллейбусы, трамваи) − 6,5 процента. Вторая: сырая нефть − бензин − автомобиль − 4,2 процента. Третья: уголь, ядерное горючее − электричество − аккумуляторные батареи − электромобиль − два процента.

Получается (конечно, кпд не единственный показатель; строго говоря, надо было бы провести более полное системное сравнение), что электромобиль с аккумуляторами самый расточительный вид транспорта!

Сейчас у нас в стране изучением электромобильной проблемы занимается множество организаций. Но аккумулятора, способного конкурировать с бензобаком, все еще нет.

Свинцовый (кислотный) аккумулятор был изобретен французом Г. Планте еще в 1860 году. Аккумулятор щелочного типа в 1900 году предложил Т. Эдисон.

Минули многие десятилетия. Во многих странах изобретатели и исследователи пытались всячески усовершенствовать аккумуляторы, но преуспели в общемто мало.

Первые аккумуляторы имели энергоемкость 15 ватт-часов на килограмм веса, лучшие современные аккумуляторы (через сто лет!) − 100 ватт-часов на килограмм веса, а для конкуренции с бензиновыми автомобилями им нужно иметь хотя бы 200 ватт-часов на килограмм веса.

Создается впечатление: аккумуляторному делу не хватает какого-то революционного скачка, неких радикальных мер, чего-то равнозначного, скажем, введению гидрофобизированных пористых электродов в топливном элементе. Активная масса в аккумуляторах пориста, но, видимо, высокие удельные поверхности здесь используются еще недостаточно умело.

А теперь о «невидимых миру слезах». О трудностях, связанных с эксплуатацией аккумуляторных батарей.

В технике мелочей нет. Известно, в аккумуляторы надо периодически доливать электролит. Резиновые сапоги, рукавицы, фартук, на лице − защитная маска, очки − вот доспехи рабочего, выполняющего эту операцию.

В одной аккумуляторной батарее может быть до сотни элементов. Значит, сто раз надо открыть крышку и нажать на ручку дозировочного пистолета. Одна батарея − два часа вредной и утомительной работы. К тому же, вручную залить равномерно аккумуляторы не удается. Мало залил − пластины частично обнажены, аккумулятор не отдает нужную емкость. Перелил − того хуже: коррозия корпуса, никелевый электрод чересчур разбухает, возникшее незапланированное давление может искорежить стопку электродов…

Сознавая эти трудности, ученые НИИХИТа автоматизировали заливку электролита в свои «таблеточные» аккумуляторы.

Но, допустим, все операции будут механизированы, тогда все будет в порядке? Еще нет.

Даже при небольших наклонах авто часть пластин в аккумуляторной батарее выступает из электролита, и это портит аккумулятор, сокращает и без того недостаточно длинный срок  его службы.

На жизнеспособности батареи сказывается и многое другое: и перезаряд, и недозаряд, и недостаточный уровень электролита (а вода в нем непрерывно испаряется), и его неодинаковая плотность в разных элементах батареи, и пагубный контакт электролита с воздухом (углекислота, попадая в щелочь, карбонизирует, портит его), и т. д. и т. п.

Мы ругаем авто за рев, за шлейфы газа из выхлопной трубы, но забываем, что тишайший аккумулятор имеет свою далеко не безвредную для окружающей среды «химическую выхлопную трубу». Она особенно активизируется при зарядке аккумуляторов − это хорошо известно всем, кому хоть раз довелось заниматься таким делом.

При неизбежном побочном процессе электролиза в аккумуляторе выделяются газообразные водород и кислород, прихватывающие с собой (и уносящие в воздух) пары щелочи или кислоты. Получается взрывоопасная и очень токсичная для дыхания смесь.

Посему и по другим причинам заряд нельзя вести без присмотра аккумуляторщика (работа и ночная и вредная). И делать это надо в особых помещениях: с толстыми стенами, во взрывобезопасном исполнении, с принудительной вентиляцией, с помещением для получения дистиллированной воды. Также нужен склад химикатов и запасных элементов…

Бензобак − конструкция практически безотказная, служит, пока машина не развалится. А аккумуляторы, после того как они отработали положенное им число циклов, надо менять.

Итак, автомобиль или электромобиль? Конечно, электромобиль. Но пока он не в состоянии вытеснить своего более твердо стоящего на колесах рычащего и дымящего собрата. И не очень ясно, сможет ли он это сделать, если исходить из того, что он должен быть аккумуляторным. Вот потому-то, не предавая аккумуляторы анафеме, было бы неплохо вспомнить и о других вариантах, предлагаемых электрохимией.