Европа активно работает над созданием самовосстанавливающихся батарей для электромобилей, что обещает стать настоящим прорывом в области электротранспорта. Эта инновационная технология призвана не только значительно увеличить запас хода электрокаров, но и снизить стоимость владения для потребителей, а также минимизировать воздействие на окружающую среду, приближая достижение цели нулевых выбросов к 2035 году.
На фоне стремительного роста продаж электромобилей в Европе, одной из ключевых проблем остается деградация аккумуляторных батарей, влияющая на их емкость и производительность. Самовосстанавливающиеся батареи призваны решить эту проблему, самостоятельно отслеживая свое состояние и инициируя процессы восстановления до возникновения критических сбоев.
В рамках финансируемого ЕС проекта PHOENIX, ученые из Бельгии, Германии, Италии, Испании и Швейцарии тестируют первые прототипы таких батарей. В марте 2025 года были отправлены новые датчики и исполнительные механизмы для интеграции в передовые аккумуляторные ячейки. Эти усовершенствованные датчики отслеживают такие параметры, как напряжение, ток, температура и другие факторы, влияющие на общее состояние батареи. При обнаружении необходимости вмешательства система запускает процесс ремонта. Это может включать целенаправленный нагрев для восстановления химических связей в материале или применение магнитного поля для разрушения дендритов — металлических наростов, вызывающих короткие замыкания.
Успешное внедрение этой технологии может удвоить срок службы батарей, что приведет к снижению затрат на владение и уменьшению потребления ценных металлов, таких как литий, никель и кобальт. Исследователи также работают над новыми материалами для увеличения емкости батарей. В то время как графит широко используется сегодня, кремний рассматривается как перспективная альтернатива. Кремний способен хранить больше энергии, но при зарядке он расширяется до 300%. Самовосстанавливающаяся способность батарей может помочь справиться с этой проблемой, позволяя создавать более компактные, легкие батареи с более высокой плотностью энергии, что, в свою очередь, улучшит эффективность электромобилей.
Европейский Союз уже принял законодательство, предписывающее продажу только автомобилей с нулевым уровнем выбросов с 2035 года. Для обеспечения плавного перехода производители должны решить вопросы, связанные со стоимостью, сроком службы и экологическим следом батарей. Самовосстанавливающиеся батареи предлагают решения по многим из этих направлений.
Проект получил название PHOENIX, в честь мифической птицы, возрождающейся из пепла, что символизирует способность батарей к регенерации и продолжению функционирования. Ученые из пяти европейских стран уже тестируют первые прототипы. Хотя стоимость датчиков и систем управления остается фактором, требующим внимания, конечная цель — найти баланс между затратами и выгодой. Успех в этой области может вывести электромобили на совершенно новый уровень надежности.
«Наша цель — продлить срок службы батареи и сократить ее углеродный след, поскольку одна и та же батарея может самовосстанавливаться», — поясняет Йоханнес Циглер из Института Фраунгофера по солнечным энергетическим системам в Германии. Ив Штоффер, инженер Швейцарского центра электроники и микротехнологий, добавляет: «В настоящее время мы отслеживаем только базовые параметры. Наша цель — внедрить систему раннего предупреждения, которая сможет реагировать до того, как проблема станет критической». Химик Лю Суфу из того же центра уточняет: «Мы работаем над созданием батарей следующего поколения с более высокой плотностью энергии. Это означает, что электромобилю потребуется меньшая батарея, он будет легче и иметь больший запас хода».
Хотя концепция самовосстанавливающихся батарей еще несколько лет назад казалась утопией, реальные прототипы уже проходят испытания. В случае успеха они могут стать стандартом в течение следующего десятилетия. Для водителей это означает конец беспокойства о быстром износе батарей. Для автопроизводителей это возможность предложить более привлекательные и экологичные модели. Для окружающей среды это шанс сделать переход к электротранспорту не только быстрым, но и устойчивым. Самовосстанавливающиеся батареи могут окончательно развеять последние сомнения относительно электромобилей. При успешной реализации этой технологии наши автомобили будут служить дольше, проезжать дальше и не будут обременять планету. Будущее транспорта, возможно, формируется прямо сейчас в европейских лабораториях. Если все пойдет успешно, через несколько лет мы сможем оглянуться назад и увидеть эру неисправных и дорогих замен батарей как всего лишь короткий переходный период.