Източници на химически ток с алуминиев анод. Нови батерии за финежи - революция или ...? Комбинирани източници на ток
Френски renault. Той предлага да се използват алуминиеви батерии от финера в бъдещи електрически превозни средства. Нека да разгледаме техните перспективи.
Renault реши да направи залог на нов тип батерия, която може да позволи да се увеличи обхвата от едно зареждане седем пъти. При запазване на размерите и теглото на днешните батерии. Алуминиевите (ал-въздушни) елементи имат феноменална енергийна плътност (8000 w / kg, срещу 1000 w / kg в традиционните батерии), което го произвежда, когато реакцията на алуминиева окисление във въздуха. Тази батерия съдържа положителен катод и отрицателен анод, изработен от алуминий, а между електродите съдържа течен електролит на водна основа.
Разработчикът на батерията на компанията заяви, че е постигнал голям напредък в развитието на такива батерии. Тяхното предложение е да се използва катализатор от сребро, което ви позволява ефективно да използвате кислород, съдържащ се в конвенционален въздух. Този кислород се смесва с течен електролит и по този начин освобождава електрическата енергия, която се съдържа в алуминиевия анод. Основният нюанс е в "въздушния катод", който действа като мембрана във вашето зимно яке - само O2 преминава, а не въглероден диоксид.
Каква е разликата от традиционните батерии? В последните напълно затворени клетки, докато ал-въздушните елементи са необходими външен елемент, "Работеща" реакция. Важно предимство е фактът, че ал-въздушната батерия действа като дизелов генератор - той произвежда енергия само когато го включите. И когато "блокирахте въздуха" такава батерия, всичките му зареждане остават на място и не изчезват с течение на времето, като конвенционални батерии.
По време на работата на батерията на ал-въздух се използва алуминиев електрод, но може да бъде заменен като касета в принтера. Зареждането трябва да се извършва на всеки 400 км, ще бъде да се допълнят новия електролит, който е много по-лесен от изчакване, докато се зарежда обичайната батерия.
Фирмата Финергията вече е създала електрическа Citroen C1, която е оборудвана с 25 кг батерия с капацитет 100 kWh. Той дава инсулт от 960 км. С енергиен двигател от 50 kW (около 67 конски сили), автомобилът развива скорост от 130 км / ч, ускорява до стотици за 14 секунди. Подобна батерия също е тествана на Renault Zoe, но нейният капацитет е 22 kWh, максималната скорост на автомобила е 135 км / ч, 13,5 секунди до "стотици", но само 210 км от хода на хода.
Новите батерии са по-лесни, два пъти по-евтини от литиево-йонната и в перспектива са по-лесни за експлоатация, а не модерни. Досега единственият им проблем е алуминиев електрод, който е съставен от производство и подмяна. Веднага след като този проблем реши - можете спокойно да очаквате още по-големи вълни на популярността на електрическите превозни средства!
- , 20 януари, 2015
Батериите са устройства, които преписват химическа енергия в електрическа енергия. Те имат 2 електрода, между тях има химическа реакция, която се използват или произвеждат електрони. Електродите са свързани с разтвор с разтвор, наречен електролит, с които йони могат да се движат чрез извършване на електрическа верига. Електроните се образуват на анода и могат да преминат през външната верига върху катода, това е движението на електрически електрони, които могат да се използват за извършване на простите устройства.
В нашия случай батерия Може да се образува с две реакции: (1) Реакции с алуминий, който генерира електрони на един електрод и (2) Кислородни реакции, които използват електрони на друг електрод. За да помогнете на електроните в батерията, да получите достъп до кислород във въздуха, можете да направите втори електроден материал, който може да извършва електричество, но не е активен, например, въглища, който се състои главно от въглерод. Активираните въглища са много порести и това понякога води до голяма площ, която се доставя в атмосферата. Един грам активиран въглен може да бъде по-квадрат от цялото футболно игрище.
В този опит можете да изградите батериякоето използва тези две реакции и най-удивителното нещо, което тези батерии могат да захранват малък двигател или електрическа крушка. За да направите това, ще ви трябва: алуминиево фолио, ножици, активен въглен, метални лъжици, хартиени кърпи, сол, малка чаша, вода, 2 електрически проводника с клипове в краищата и малко електрическо устройство, като двигател или светодиод. Нарежете парчето алуминиев фолио, който ще бъде приблизително 15x15cm., Пригответе наситен разтвор, смес от сол в малка чаша с вода, докато солта вече няма да се разтвори, сгънете хартиената кърпа до една четвърт и я захранвате със солен разтвор. Поставете тази кърпа върху фолиото, добавете лъжица активиран въглерод в горната част на хартиената кърпа, изсипете саламура при въглища, за да го овлажнете. Уверете се, че въглищата са мокри навсякъде. За да не докосвате водата директно, трябва да разтопите 3 слоя, както в сандвича. Подгответе електрическите си устройства за употреба, единият край на електрическия проводник е прикрепен към изтеглянето, а другият край на жицата е свързан с алуминиевото фолио. Плътно натиснете втория проводник към купчина въглища и вижте какво се случва, ако батерията работи добре, вероятно ще ви трябва друг елемент да включите устройството ви. Опитайте се да увеличите областта на контакта между тел и въглен, сгъване на батерията и притискане. Ако използвате двигателя, можете да му помогнете да започнете да охлаждате шахтата с пръстите си.
Първата модерна електрическа батерия е направена от редица електрохимични клетки и се нарича волт стълб. Повторете първата и третата стъпка за изграждане на допълнително алуминиев въздух елементсвързване на 2 или 3 въздушен алуминиев елемент Ще получите по-мощна батерия един с друг. Използвайте мултиметъра, за да измерите напрежението и тока, получени от батерията.
Как да промените батерията си така, че да стане повече напрежение или по-голям ток - изчислете изходната енергия от батерията с помощта на напрежението и тока. Опитайте да свържете други устройства към батерията си.
Phinerge, I израелски пуск, демонстрира алуминиева батерия, която е в състояние да захранва електрическо превозно средство до 1000 мили (1609 км). За разлика от други метални батерии, ние пишехме в миналото, а алуминиевата батерия на алуминиевата вода консумира алуминий като гориво, като по този начин осигурява увеличаване на енергията в такова количество, което е снабдено с газ или дизел. Финера декларира, че са подписали договор с глобален автомобилен производител за " масова продукция"Батерии през 2017 година.
Металните въздушни батерии не са нова идея. Цинк-въздушните батерии се използват широко при слухови апарати и по същество могат да помогнат. IBM се занимават с работа върху литиево-въздушна батерия, която, като финера, е насочена към дълга доставка. През последните месеци тя се оказа, че батериите на натрий-въздух също имат право на живот. Във всичките три случая въздухът е най-компонентът, който прави батериите по желание. В обичайната батерия химическата реакция е изключително вътрешна природа, защото те обикновено са много плътни и тежки. В метални батерии, енергията се получава чрез окисляване на метала (литий, цинков, алуминиев) кислород, който ни заобикаля, и не е затворен в батерията. Резултатът е по-лека и проста батерия.
Алуминиевата батерия на алуминиевата алуминий е новост по две причини: първо, компанията очевидно е намерила начин за предотвратяване на корозия на алуминий с въглероден диоксид. Второ, батерията всъщност се захранва от алуминий, като гориво, бавно превръща се прост алуминий в алуминиев диоксид. Прототипът на акумулатора на алуминиевата въздух във формата се състои от най-малко 50 алуминиеви плочи, всяка от които осигурява енергия до 20 мили. След 1000 мили плочите трябва да бъдат механично презареждане - евфемизъм към простото физическо отстраняване на плочите от батерията. Алуминиевите въздушни батерии трябва да бъдат попълнени с вода на всеки 200 мили, за да възстановят нивото на електролита.
В зависимост от вашата гледна точка, механично зареждане и красиво и ужасно. От една страна, вие давате кола с кола още 1000 мили, грубо говорене, като промените батерията; От друга страна, закупете нова батерия на всеки хиляда мили, за да го поставите леко, не много икономически. В идеалния случай е вероятно да слезете по въпроса за цената на батерията. Като се има предвид днешния пазар, алуминиевият килограм струва $ 2 и набор от 50 плочи в 25 кг. Чрез лесно преброяване, ние получаваме, че "презареждането" на машината ще струва $ 50. $ 50 За пътуване до 1000 мили, в истина не е лошо, в сравнение с 4 долара за гал газ, което е достатъчно за 90 мили. Алуминиевият диоксид може да бъде рециклиран обратно към алуминий, но това не е евтин процес.
Почти тридесет години търсене на начини за подобряване на алуминиевата батерия се приближава до окончателното му. Първият акумулатор с алуминиев анод, способен бързо да се зарежда, докато евтин и издръжлив, развит учени от Университета на Станфорд.
Изследователите уверено декларират, че техният мозък може да се превърне в безопасна алтернатива на литиево-йонните батерии, навсякъде се прилагат днес, както и алкални батерии, които са вредни за околната среда.
Той няма да бъде помним, че литиево-йонните батерии понякога се запалват. Професор по химия Hongzhi Dai е сигурен, че новата му батерия няма да светне, дори и да го измъкна. Колегите на професор Daia характеризираха нови батерии като "супер бързи алуминиеви йонни батерии".
Благодарение на ниската цена, пожарната безопасност и способността да се създаде значителен електрически капацитет, алуминият отдавна е привлякъл вниманието на изследователите, но в продължение на много години те са отишли \u200b\u200bда създадат търговска жизнеспособна алуминиева батерия, която може да предизвика достатъчно напрежение След много цикли на зареждане.
Учените трябваше да преодолеят много препятствия, включително: срутването на катодния материал, ниско клетъчно напрежение (около 0.55 волта), загуба на резервоар и недостатъчен жизнен цикъл (по-малко от 100 цикъла), бърза загуба на мощност (от 26 до 85% след това) 100 цикъла).
Сега учените са подали акумулаторна батерия Въз основа на алуминий с висока стабилност, в която те са използвали метален анод от алуминий в двойка с катод на триизмерна графитна пяна. Преди това бяха изпробвани много различни материали за катода и решението в полза на графит беше установено съвсем случайно. Учените от групата Hongzhi DIA идентифицират няколко вида графитни материали, които показват силно висока производителност.
В своите експериментални проби, екипът на университета Stanford постави алуминиев анод, графитен катод и безопасен течен йон електролит, състоящ се главно от соли разтвори в гъвкав полимерен пакет.
Професор Дай и неговата група записаха видео, където показаха, че дори и да пробият черупката, батериите им все още ще продължат да работят за известно време и няма да светят.
Важно предимство на новите батерии е тяхното ултрафиново зареждане. Обикновено литиево-йонните батерии на смартфони се презареждат в рамките на няколко часа, докато прототипът на новата технология показва безпрецедентна скорост на зареждане до една минута.
Устойчивостта на нови батерии е особено поразителна. Ресурсът на батерията е повече от 7,500 цикъла на разтоварване и без загуба на енергия. Авторите съобщават, че това е първият модел на алуминиево-йонни батерии, с ултрабестово зареждане и стабилност в хиляди цикли. И типични литиево-йонна батерия Издържа само на 1000 цикъла.
Забележителна характеристика на алуминиевата батерия е неговата гъвкавост. Батерията може да се огъне, която показва потенциала за неговото използване в гъвкави приспособления. Наред с други неща, алуминият е много по-евтин от литий.
Използването на такива батерии за съхраняване на възобновяема енергия изглежда обещава за целите на резервацията си за последващо снабдяване с електрически мрежи, тъй като според последните учени алуминиевата батерия може да бъде заредена десетки хиляди пъти.
Противно на масово използваните елементи на АА и ААА с напрежение от 1,5 волта, алуминиевата батерия генерира напрежение от порядъка на 2 волта. Това е най-високият показатели, които всеки, постигнат с алуминий, и в бъдеще този показател ще бъде подобрен, декларират разработчиците на нови батерии.
Плътността на съхранение от 40 W-часова енергия се постига на килограм и този индикатор достига 206 W-час на килограм. Въпреки това, подобряване на катодния материал, сигурен съм, че професорът Hongzhi DAI в крайна сметка ще доведе до увеличаване на напрежението и увеличаване на плътността на съхранението на енергия в акумулаторите на алуминиево-йонни технологии. Във всеки случай вече са постигнати редица предимства за литиево-йонната технология. Тук и ниска цена, съчетани с безопасността и високоскоростното зареждане и гъвкавост и дълъг експлоатационен живот.
