Всё о мобильной энергии, солнечных батарея, ветряках и другой электроники Обсуждение солнечных батарей, вертяков, генераторов и другой электроники
 
  Регистрация | Войти На главную Добавить статью Форум Поиск  RSS Наш твиттер Контакты 30 сентября 2022, Пятница  
MobiPower.ru
 О сайте
 Новости
 солнце
 термоэлектричество
 механика
 аккумуляторы
 освещение
 электроника
 прочее (экзотика)
 новинки рынка
 Сделай сам
 Обзоры и тесты
 Библиотека
 Форум
 Ссылки
 Контакты

Новости на e-mail
Подписаться на e-mail рассылку новых статей сайта Mobipower.ru



Новое на форуме

Сломался Вампирчик :-(
Автор: Гость
27.09.2022 в 20:30

ВЦ8 - пока поговорить.
Автор: Тарас
27.09.2022 в 12:40

Разносол: конструкции от LeonidS
Автор: LeonidS
24.06.2022 в 13:56

Просто "коробочка".
Автор: nik34
10.02.2022 в 17:24

Накопитель "Конструктор"
Автор: nik34
28.12.2021 в 09:15

Alpha Power BC-700 от La Crosse Technology
Автор: Гость
22.12.2021 в 20:48

Ругаться сюда, однако ;))))
Автор: Гость
13.12.2021 в 20:54

Защищённые аккумуляторы в Вампирчике
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:55

Увеличение ёмкости Вампирчика на счёт внешнего блока с 18650
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:53

Аккумулятор для ноутбука
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:47

Перейти на форум

Сейчас на сайте
318 человек

в т.ч. гостей: 318
пользователей: 0

Всего: 1240

Это может быть полезно



Расплавленный аккумулятор спасёт зелёное электричество


Разместил 19.03.2009   nik34

Аккумуляторы nik34 прислал:

Новый аккумулятор
Разработан аккумулятор с жидкими электродами.







  
Поделиться этой страницей в:


Известный изобретательский приём – превратить недостаток конструкции в достоинство, заставить мешающее свойство системы работать на пользу дела. На этот раз подобный фокус позволил построить экзотический электрохимический аккумулятор, который не боится гигантской нагрузки и в котором попросту нечему ломаться.

Дональд Сэдовей (Donald Sadoway) и его коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) придумали оригинальный способ аккумулирования электрической энергии, который позволит городам и весям работать от солнца ночью или от ветра в штиль.

Имеющихся вариантов такого хранения не так уж и много. Первое, что приходит на ум, — гидроаккумулирующая электростанция (о ней мы рассказывали среди прочего в этом материале). Простая и надёжная система, обладающая множеством достоинств. Недостаток по большому счёту один, но существенный, — не во всякой местности такую построишь, да и занимать она будет большую площадь.



Постоянные читатели "Мембраны" могут припомнить одно примечательное изобретение профессора Сэдовея – метод производства стали электролизом. Вот и в новом проекте американец воспользовался своими знаниями в области электрохимии (кадр с сайта technologyreview.com).  

Ещё можно "переплавлять"энергию ветра в водород. Не для применения в качестве топлива (в автомобилях), а только как временное хранилище электричества. Такая система может быть вполне эффективной с точки зрения энергетики, но, увы, она очень дорога.

Сравнительно свежая идея запасания "ветра" в огромных холодильниках, напротив, почти не требует капитальных затрат. Так что может найти некое применение. Но едва ли — как единственное или хотя бы главное средство хранения энергии.

Перспективны и супермаховики. Да, мы знаем, говорят об этом не одно десятилетие. Но только в последнее время стали появляться действительно работоспособные проекты, демонстрирующие возможности стационарных маховичных накопителей на практике (об одном из них мы говорили подробно).

И ещё есть всякие редкости, типа закачки сжатого воздуха в подземные полости.

Гидроаккумулирующая электростанция по внешнему виду может быть неотличима от обычной ГЭС, стоящей на реке, а может представлять собой такой вот необычный резервуар, как станция Taum Sauk в Миссури. В любом случае – это большая территория и большие объёмы строительства (фотографии с сайта ameren.com).

Всякий способ хорош по-своему, и ни один не является идеальным. Сэдовей же предлагает: давайте вернёмся к химическим аккумуляторам. Только необычным – расплавленным.

Вообще-то так называемые горячие аккумуляторы изобретены не вчера. Существует множество их разновидностей, обладающих завидными удельными показателями. Только вот рабочая температура в сотни градусов накладывает ограничения на условия применения, да и в плане долговечности создаёт проблемы.

Мы говорим, к примеру, о таких известных технологиях, как серно-натриевые батареи (NaS battery) и родственные им аккумуляторы типа ZEBRA. Первые нашли применение как раз в качестве стационарных хранилищ промышленного электричества (но число таких станций можно пересчитать по пальцам), а вторые — в ряде мелкосерийных электромобилей.

Новые аккумуляторы

17 крупных блоков серно-натриевых горячих батарей развивают мощность 34 мегаватта. В низком здании на заднем плане расположены преобразователи переменного/постоянного тока, через которые этот супераккумулятор подключён к сети. Данный комплекс – часть новой ветровой фермы Futamata, работающей в японской префектуре Aomori, а горячие батареи существенно сглаживают неравномерность выработки электричества от ветряков, покрывая дневной пик потребления и накапливая энергию ночью (фото с сайта techon.nikkeibp.co.jp).

И те и другие виды обладают рядом врождённых недостатков, сдерживающих их распространение. А вот новый аккумулятор, прототип которого уже создан в массачусетском институте, должен оказаться втрое дешевле лучших сегодняшних батарей, намного долговечнее всех прочих и, главное, – существенно мощнее, радуются изобретатели.

Такой аккумулятор размером с мусорный бак на 150 литров, рассуждает Сэдовей, мог бы стать непременным элементом "зелёного" дома, обеспечивая все его потребности в энергии даже на пике потребления, а подзаряжался бы он от переменчивых ветряков и солнечных панелей. Главное же – крупные собрания аккумуляторов нового типа могли бы запасать огромные количества энергии от альтернативных станций, питая целые посёлки и даже города.

Так, прогнозирует американский учёный, новая аккумулирующая станция мощностью в 13 гигаватт (то есть — на мегаполис) заняла бы площадь всего в 60 тысяч квадратных метров.

За счёт чего такие параметры? Эти батареи способны отдавать и принимать в десять раз больший ток, чем все существующие типы химических аккумуляторов, поясняет изобретатель.

Всё дело в электродах. Вспомним, создатели, к примеру, литиево-ионных элементов как только не изощряются, чтобы поднять допустимый ток, проходящий через электроды. И материалы подбирают необычные, и добавки разные, и даже нанотехнологии подключают. Со свинцово-кислотными батареями дело обстоит схожим образом.

Новые аккумуляторы

В обычном аккумуляторе, например в свинцово-кислотном, материалы электродов накладывают ограничения на параметры впитываемого или отдаваемого тока. Они же во многом определяют срок службы устройства (иллюстрация Arthur Mount).

И всё равно – слишком сильный ток может повредить устройство, попросту расплавив всю конструкцию. Сэдовей нашёл выход: пусть расплавленное состояние будет нормальным для всех частей батареи. Тогда ничего в ней "неожиданно" расплавиться не сможет и дело в шляпе.

В расплавленных горячих аккумуляторах типа NaS или ZEBRA есть помимо корпусов и контактов по меньшей мере ещё один важнейший нерасплавленный элемент — твёрдый электролит (это специальная керамика, проводящая ионы натрия). А в аккумуляторе Сэдовея твёрдых частей во внутренностях вообще нет. Никаких. В этой батарее (не считая внешнего корпуса, что очевидно) всё жидкое — и электролит, и оба электрода!

Как же они не смешиваются между собой? Гениально просто — благодаря разной плотности. Точно так же, как не смешиваются масло и вода в давно стоящем стакане, пока его не встряхнёшь или не поболтаешь в нём ложкой. Но, как мы уже знаем, свою новую батарею Дональд "сватает" энергетикам в качестве стационарного накопителя энергии. Так что проблемы перемешивания жидкостей тут не возникнет.

Аккумулятор, придуманный Дональдом и его соратниками по институту, представляет собой тугоплавкий "стакан" (он же – первый выходной контакт), накрытый крышкой (это второй контакт). Между ними – диэлектрик, а вокруг – теплоизолирующая оболочка.

На дно этой ёмкости авторы конструкции поместили сурьму (это первый электрод в системе), следующий слой – сульфид натрия (электролит), а на самом верху – магний (второй электрод). Всё – в расплавленном виде. Причём в электролите также растворён антимонид магния.

В таком виде аккумулятор готов к приёму тока. По мере того как устройство заправляется энергией извне, положительно заряженные ионы магния в электролите забирают электроны из сети и формируют нейтральные атомы, которые присоединяются к верхнему электроду. Отрицательные ионы сурьмы, напротив, отдают свои электроны и также формируют нейтральные атомы, которые опускаются вниз, присоединяясь к электроду из сурьмы соответственно.

Итак, при заряде прослойка электролита в жидкой батарее тает, а расплавленные электроды – растут.

Новые аккумуляторы

Схема работы нового жидкого аккумулятора. Слева – устройство готово к приёму заряда. В центре – зарядка батареи. Справа – полностью заряженный электрохимический элемент. Синим цветом показан слой магния, зелёным – электролит, жёлтым – сурьма (иллюстрация Arthur Mount).

А при разряде аккумулятора всё происходит в обратном порядке: отдавая ток в нагрузку, материал электродов (в виде ионов) растворяется в электролите, формируя там антимонид магния и заставляя тем самым центральный слой расти. Сами же электроды обратно сокращаются.

Это довольно необычный принцип работы для химических аккумуляторов. Зато такая система готова выдержать огромное число циклов, она может отдавать и принимать гигантские токи без повреждений. И все компоненты такого аккумулятора – недороги. А поставить такие системы можно хоть в чистом поле, хоть в городе.

Сэдовей и его коллеги построили опытный образец расплавленной батареи. Её удельная ёмкость, правда, получилась не особо впечатляющей. Причина: экспериментаторам не удалось растворить антимонид магния в электролите в достаточно высокой концентрации. Но это не столь уж критично – для стационарного применения масса системы не слишком важна.

К тому же учёные полагают, что все ключевые показатели новой батареи можно будет серьёзно улучшить, подобрав иные металлы и соли, но сохранив полностью принцип работы такого аккумулятора.

До коммерческого варианта его можно довести в течение пяти лет, предсказывает Сэдовей. И это не столь уж много, учитывая, к примеру, что горячие аккумуляторы прежних типов, хотя и изобретены очень давно, до сих пор упорно совершенствуются рядом фирм и всё ещё числятся среди экзотики.




Источник:
http://www.membrana.ru/articles/inventions/2009/03/10/185600.html





Поделиться этой страницей в:

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5 из 5. Голосов: 1

Проголосуйте, пожалуйста, за эту статью:
Класс! Очень хорошо! Сойдёт 3-й сорт еще не брак Ерунда
(отлично!)(хорошо)(сойдет)(так себе)(плохо)

Статьи в тему: Аккумуляторы
Испытан новый тип электрохимического аккумулятора
 Тест литий-ионных Li-Ion аккумуляторов размера 18650
 Тест аккумуляторов в Вампирчике
Испытан новый тип электрохимического аккумулятора  Проверка ёмкости Li-ion аккумуляторов типоразмера 18650  Тест реальной работы аккумуляторов в Вампирчике


Комментарии к статье

Расплавленный аккумулятор спасёт зелёное электричество | 0 Комментариев

Спасибо за проявленный интерес

Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.

 
Статьи в тему
Аккумуляторы
Taiyo Yuden создала литий-ионные конденсаторы нового поколения
Taiyo Yuden создала литий-ионные конденсаторы нового поколения
Новые аккумуляторы
ZPower готова заменить литий-ионные аккумуляторы серебряно-цин...ми
Впервые созданы перезаряжаемые воздушно-цинковые батареи
Впервые созданы перезаряжаемые воздушно-цинк...ые батареи
Характеристики Li-Ion аккумуляторов
Немного о характеристиках Li-Ion аккумуляторов
Мгновенный аккумулятор
Аккумулятор с ''мгновенной'' зарядкой на велосипеде

А Вы знаете, что возможно... ?

 Подписаться на rss рассылку Читать нас через RSS

 Читать нас на Твиттер Читать нас на Твиттер

 Наши новости на e-mail Получать наши новости на e-mail

 Напечатать текущую статью Напечатать текущую статью


Реклама
По вопросам размещения рекламы


Интересно



 

Количество подписчиков на RSS
Загрузка страницы: 0.03 секунды