Открыт новый класс батарей огромной ёмкости

Март 7, 2016

intellcity

В первый раз расплавленный электролит, воздушное пространство как способность и окислитель к перезарядке удалось совместить в одном аккумуляторе.

Исследователи во главе со Стюартом Лихтом (Stuart Licht) из Университета Джорджа Вашингтона (США) заявили о создании нового типа батарей на расплавленном электролите, применяющих в качестве материала катода кислород воздуха. На аноде таковой схемы смогут быть материалы, любая молекула которых хранит сходу пара электронов, а несколько, как ион лития. Не смотря на то, что в батарее имеется и литий (его карбонат, в составе электролита).

Смотрите кроме этого: Возможности теплочувствительных солнечных батарей

Производство солнечных батарей, каковые бы захватывали и тепло, и свет, — сверхсложный процесс. К тому же большая часть таких батарей отдают не более 1% энергии от той, которую они приобретают. Массачусетский технический университет (MIT) представил прототип процессора, что поглощает тепло через внешний слой углеродных нанотрубок.

Трубка нагревает фотонные кристаллы так очень сильно, что они начинают интенсивно светиться, отдавая солнечной батарее больше света, чем она взяла бы лишь от солнца.

Словосочетание «революционные параметры» — самое мягкое из того, что приходит на ум при взоре на эти цифры. Но что из этого окажется на практике?.. (Тут и ниже иллюстрации на данный момент. Licht et al.)

Испытывались три варианта расплавленных электролитов: на базе железа, углерода и диборида ванадия. Молекулы таких веществ смогут хранить три электрона для железа, четыре для углерода и одиннадцать для диборида ванадия. Как легко додуматься, громаднейшую плотность запасаемой энергии на единицу количества дал как раз последний, продемонстрировав совсем фантастические 27 000 Вт•ч на литр количества, другими словами, по сути, больше литра бензина, причём «в разы»!

На килограмм массы, действительно, всё оказалось скромнее, всего 5 300 Вт•ч/кг. Но кроме того не такие высокие результаты углерода и железа всё равняется впечатляют. На килограмм углеродный электролит выдал 8 900 Вт•ч (на литр — 19 000 Вт•ч ), а на базе железа — 1 400 Вт•ч (на литр — 10 000 Вт•ч ). ОК, сообщите вы, а толку?

Так как расплавленный электролит испытывает недостаток в нагреве на 700–800 °C, в противном случае не сможет трудиться, да и все узнаваемые источники энергии на расплавленных солях, применяющие воздушное пространство как катод, не смогут перезаряжаться, другими словами не весьма пригодны для практичного хранения энергии.

Держитесь крепче: господин Лихт декларирует, что его батареи на расплаве солей в первый раз в мире способны к перезарядке! По его уверениям, по окончании разряда железо восстанавливается из оксида до чистого при приложении тока, что свидетельствует повторную зарядку, с возвращением кислорода обратно в атмосферу.

В работе, обрисовывающей первые экспериментальные результаты, мало подробностей, на каковые, по всей видимости, пока просто не хватило времени. какое количество циклов может выдержать такая батарея до большого понижения ёмкости? Какие конкретно процессы деградации смогут протекать в ней?

Каковы утраты при зарядке-разрядке, кроме затрат энергии на подогрев компонентов? Наконец, с какой скоростью новые типы батарей отдают и запасают энергию?..

Как видим, пока речь заходит только об открытии принципиально нового класса накопителей энергии, и для понимания их возможностей нужно совершенно верно воображать себе ответы на все эти вопросы. И однако это прорывные показатели, существенно превосходящие литий-воздушные батареи за счёт возможности накапливать больше одного электрона на каждую молекулу металла.

Сравнивать эти сведенья с нынешними литий-ионными ответами по большому счету нереально: те имеют приблизительно 200 Вт•ч на килограмм, другими словами в десятки раз меньше вышеприведённых показателей. По сути, ёмкость металло-воздушных аккумуляторная батарей обозначенных типов кроме того выше, чем у бензина, а это огромное достижение для перезаряжаемых батарей.

Принципиально важно да и то, что материалы для новых батарей — не считая диборида ванадия — дёшевы, и конечный продукт должен быть большое количество дешевее литиевых аккумуляторная батарей, каковые сейчас продаются в среднем по $500 за киловатт-час ёмкости. Разумеется, что хотя бы для хранения избытков энергии в общей энергосистеме такие батареи определённо смогут иметь будущее. В том месте и большая рабочая температура электролита не будет проблемой: при росте количества накопителя затраты на теплоизоляцию каждого литра и его подогрев падают в геометрической прогрессии.

Элементы некоторых аккумуляторная батарей из новооткрытого класса.

Менее ясно, возможно ли будет применять их на транспорте, на что сохраняют надежду сами разработчики. Кроме того пара десятков килограммов жидкостей с температурой в 700–800 °C при аварии смогут навредить и машине, и людям. Не похоже, дабы слова «расплавленные внутренности» и «металлы автомобиля по окончании аварии» легко и гармонично сочетались между собой.

Но, исследователи нацелены на дальнейший температуры рост и снижение электролита эффективности новооткрытого класса батарей. Пожалуй, смотреть за удачами в данной области будет весьма интересно.

Отчёт об изучении размещён в издании Energy Environmental Science, а с его препринтом возможно ознакомиться тут.

Подготовлено по данным Phys.Org. Изображение на заставке в собственности Shutterstock.

Создатель: Александр Березин

Открыт новый класс батарей огромной ёмкости

Случайная статья:

Можно ли поставить аккумулятор большей или меньшей емкости на автомобиль? Просто о сложном

Похожие статьи:

Закрепленное видео

Свежие

Записи

Рубрики