Удельная ёмкость энергоносителей

Чтобы ориентироваться в разговорах об электромобилях, неплохо иметь в голове пару чисел, касаюихся энергоёмкости разных носителей энергии. Энергоёмкость бензина составляет 46 мегаджоуля на килограмм или 34 на литр соответственно. Ниже я приведу энергоёмкости других носителей, принимая бензин за 100%. Надо заметить, что бензин хорошее топливо. Приведём характеристики крепчайшего жидкого топлива, известного науке:
LiBH₄: 140%/кг, 127%/л
— то есть, вполне сравнимо с бензином. А не используется потому что производить его очень дорого, а горит оно очень грязно. Другие распространённые жидкие топлива выглядят так:
Дизель: 99%/кг, 109%/л
Сжатый природный газ: 115%/кг, 26%/л
Сжатый водород: 308%/кг, 16%/л (+ очень сложно хранить)

Лучшие на сегодняшний день аккумуляторы, ещё даже не пущенные в производство, дают 5.5%/кг, 8.2%/л. Это смешно.
Единственное, что может спасти ситуацию — находящиеся в активной разработке литий-воздушные аккумуляторы, дающие в перспективе 80–86.4%/кг, 55–60%/л. Единственной серьёзной конкурирующей технологией на сегодняшний день являются топливные элементы на основе магния — их теоретический предел по обоим показателям примерно в два раза хуже чем у литий-воздушных аккумуляторов, зато есть практические реализации, к этим показателям постепенно приближающиеся.

Никакие другие разработанные хотя бы до стадии прототипа аккумуляторы элементы принципиально не могут не могут достичь даже близких к этому показателей. Топливные элементы чисто теоретически могут даже превзойти показатели литий-воздушных аккумуляторов, никто ведь пока не доказал, что нельзя сделать топливный элемент на основе бериллия (146%/кг, 355%/л) с эффективностью выработки > 70%. Но увы, практических идей, как сделать что-то подобное пока нет.

Бетавольтаика

А бетавольтаика по-немножечку развивается. Вот появилась фирма //widetronix.com, которая производит батарейки на тритии со сроком службы 25 лет и ни секундой меньше. Наружу излучения естественно не выходит и выйти не может. Тритий там весь в связанном состоянии, так что даже если её разхреначить молотком, не только трития не надобываешь, но и светиться оно сколько-нибудь заметно не станет.

Правда батарейки это конечно очень громко сказано, учитывая, что они дают на выходе 25 нановатт. Однако сейчас в разработке совмесно с Lockheed Martin происходит разработка батарейки на 1 микроватт. Эффективность уже разработанной батарейки составляет 30%, однако создатели работают над удвоением эффективности (это теоретически возможно).

Вполне очевидно, что такой штукой не запитаешь ничего “механического” или светящегося заметно для человеческого глаза. Однако для малой электроники (в частности, для имплантируемых сенсоров) и активных радиометок этого хватает. А Локхид Мартин применяет их их для какой-то автономной электроники в ракетах, устойчивой к сверхсильным электромагнитным импульсам.

Бетавольтаика

Бетавольтаика из прошлого поста по части источников энегии постоянной мощности. Управлять мощностью там нельзя. Даже если никто не будет энергию потреблять, производиться энергия будет и избыток её будет превращаться в тепло.

Но возможна и управляемая бетавольтаика. Основой таковой является процесс, называемый эффектом Оже. Для начала нам нужен изотоп, который хочет избавиться от одного протона. Такой изотоп обычно распадается, выпуская позитрон или захватывая электрон из оболочки. Если изотоп таков, что энергии, выделяемой при распаде, недостаточно, остаётся только вариант с захватом. Избыток энергии может высвободиться двумя способами: может появиться рентгеновский фотон, а может произойти ионизация атома, т.е. энергия передастся внешнему электрону и он полетит прочь из атома. Последний случай называется эффектом Оже. Если заключать атомы подходящих изотопов в полупроводник, вполне можно добиваться, чтобы рентгеновского излучения почти никогда не выделялось, а выделялись только свободные электроны в виде желанного нами электрического тока.

Так вот. В отличие от обычного бета-распада, захват электронов из оболочки можно стимулировать грубыми средствами. Электронный захват это туннелирование электрона из внутренней оболочки в ядро. Соответственно, частоту этого процесса можно резко увеличить, повлияв на форму орбитали внутреннего электрона. Я вот прочитал, что это можно сделать сильными стоячими электромагнитными волнами и этот процесс действительно происходит в кристаллах-резонаторах твердотельных лазеров. Если это можно сделать с малыми затратами энегии, то это конечно будет прорыв. Но пока, кажется, никто даже не пытался.

Эталонный зарядник

Жутко нравится мне амазоновский универсальный зарядник (в него USB втыкается) для американских розеток:


Не знаю, как может быть лучше. И я восхищён из инженерами, это же надо упихать туда внутрь трансформатор с обвязкой. Очень мне жаль только, что для евро-розеток такого нет. Есть похожий Apple'овский, но его дизайн мне чуточку меньше нравится.

Upd: В комментах посоветовали Hama “Piccolino”, он тоже прикольный и сочетается по цвету с разматываемым USB-кабелем хорошо: