Производитель электромобилей Tesla Motors подал заявку на патент, описывающий гибридную аккумуляторную систему, которая позволяет увеличить запас хода электрических транспортных средств. О направленной еще в июле 2013 года заявке стало известно в сентябре. Краткое описание разработки приводит Phys.Org.
Дополнительный запас хода, как сообщается в патенте, обеспечивается за счет применения двух различных типов аккумуляторов: основного литий-ионного (аналогичного тем, что уже используются в автомобилях Tesla) и дополнительного металл-воздушного.
В заявке при этом не сообщается, какие именно металл-воздушные аккумуляторы предполагается использовать. В подобных электрохимических элементах питания, где катод выполнен в виде воздушного электрода (пористой металлической пластины), в качестве анодного материала обычно применяются литий, алюминий или цинк.
Использование металл-воздушных элементов позволяет увеличить запас хода электромобиля, поскольку их энергетическая плотность в разы превышает показатели как традиционных литий-ионных аккумуляторов, так и бензиновых двигателей. В данном случае речь идет о количестве энергии, которую может выработать тот или иной источник, в пересчете на массу. Для бензина этот показатель составляет около 1,7 киловатт-часа (переданной колесам энергии) на килограмм, а для литий-воздушных элементов плотность энергии может теоретически достигать 12 киловатт-часов на килограмм.
Вместе с тем, в патентной заявке не указано, какие энергетические показатели будут достигнуты при использовании разработки. При этом сообщается, что металл-воздушный элемент будет использован только в особых режимах для подзарядки основного аккумулятора. Это связано с тем, что каждый цикл перезаряда металл-воздушного элемента значительно сокращает его ресурс.
Металл-воздушные аккумуляторы в электромобилях ранее применялись только для демонстрации преимуществ их емкости, но не в качестве практической реализации технологии. В настоящее время разработкой таких элементов занимается корпорация IBM, которая поставила задачу создать литий-воздушный аккумулятор размером с бензобак и обеспечивающий запас хода в 800 километров.
Внедрение новых технологических решений для развития электромобилей, как показало опубликованное в августе исследование, опережает по скорости развитие как гибридных автомобилей, так и машин с двигателем внутреннего сгорания. В частности, стоимость аккумуляторов за четыре года упала вдвое, как и вес электрохимических элементов.