Плотность энергии измеряет количество энергии, запасенной в заданном объеме пространства или массы. Обычно она выражается в мегаджоулях на килограмм или ватт-часах на литр. Высокая плотность энергии означает большую мощность в меньшем и более легком корпусе. Это важно для автомобилей, самолетов и телефонов.

Виды топлива сильно различаются. Бензин содержит около 44 мегаджоулей на килограмм. Уголь — от 24 до 35. Древесина — около 16. Литий-ионные батареи содержат примерно от 0,3 до 0,7 мегаджоулей на килограмм. Эта разница объясняет, почему электромобилям требуются большие и тяжелые аккумуляторные батареи, чтобы обеспечить запас хода, сопоставимый с бензиновым автомобилем.

Ученые постоянно повышают плотность энергии батарей. Твердотельные батареи обещают в два-три раза большую плотность, чем современные литий-ионные элементы. Литий-серные и литий-воздушные батареи пока еще далеки от реализации. Даже при таком прогрессе жидкое топливо, вероятно, будет доминировать в авиации и судоходстве еще долгие годы. Физика этого вопроса остается непреклонной. Батареи совершенствуются постепенно. Топливо же имеет столетнюю историю развития.

Типичные значения

• Бензин: около 44 МДж/кг
• Дизельное топливо: около 45 МДж/кг
• Уголь: от 24 до 35 МДж/кг
• Древесина: около 16 МДж/кг
• Литий-ионные аккумуляторы: от 0,3 до 0,7 МДж/кг