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 6 июня 2023, Вторник  
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

сгорел контроллер солнечной батареи
Автор: Гость
30.05.2023 в 23:15

Подскажите сварку.
Автор: Гость
28.05.2023 в 12:06

Бобик сдох...
Автор: nik34
16.05.2023 в 19:48

Разносол: конструкции от LeonidS
Автор: nik34
16.05.2023 в 19:27

Альтернативная прошивка "вампирчика"
Автор: Sergey345
21.04.2023 в 11:58

Переразряд li-ion
Автор: Aleksandr123
04.04.2023 в 11:53

Оживить вампирчик
Автор: nik34
30.12.2022 в 12:13

проблемы при зарядке "пустого" вампирчика
Автор: nik34
14.12.2022 в 11:11

ВЦ8 - пока поговорить.
Автор: nik34
06.12.2022 в 16:58

Сломался Вампирчик :-(
Автор: nik34
07.10.2022 в 12:42

Перейти на форум

Сейчас на сайте
62 человека

в т.ч. гостей: 62
пользователей: 0

Всего: 1248

Это может быть полезно
Bet Boom


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
Китайцы переработали свиней на аккумуляторы
 Типы литий-ионных аккумуляторов
 Новые аккумуляторы
Китайцы переработали свиней на аккумуляторы  Типы литий-ионных аккумуляторов  Японцы выпустили взрывобезопасный аккумулятор


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
Как продлить жизнь литиевым аккумуляторам
Как продлить жизнь литиевым аккумуляторам
Новые гибкие батареи на основе алюминия заряжаются всего за одну минуту
Новые гибкие батареи на основе алюминия заряжаются всего за одну минуту
Срок службы литий-ионных батарей может увеличиться на 30%
Срок службы литий-ионных батарей может увеличиться на 30%
Новые литиевые аккумуляторы
Новая технология, увеличивающая емкость аккумуляторов в 10 раз
Немного о герметичных свинцовых аккумуляторах
Немного о герметичных свинцовых аккумуляторах

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



 

Загрузка страницы: 0.03 секунды