Keemilised praegused allikad alumiiniumist anoodiga. Uued Phinergy patareid - revolutsioon või ...? Kombineeritud vooluallikad
Prantsuse keel renault. Ta teeb ettepaneku kasutada alumiinium-õhu akud firmalt finergy tulevikus elektrisõidukites. Vaatame oma väljavaateid.
RENAULT otsustas teha panuse uue aku tüübile, mis võimaldab suurendada seitse korda laadimise vahemikku. Tänapäeva patareide mõõtmete ja kaalu säilitamisel. Alumiinium-õhk (al-Air) elemendid on fenomenaalne energia tihedus (8000 W / kg, 1000 W / kg vastu traditsioonilistes patareides), valmistades seda alumiiniumist oksüdeerimisreaktsiooni õhus. See aku sisaldab positiivset katoodi ja alumiiniumist negatiivset anoodi ja elektroodide vahel on veepõhine vedela elektrolüüt.
Ettevõtte aku arendaja Phinergy märkis, et ta on selliste patareide väljatöötamisel saavutanud suuri edusamme. Nende ettepanek on kasutada hõbedast valmistatud katalüsaatorit, mis võimaldab teil tavapärases õhust tõhusalt kasutada hapnikku. See hapnik segatakse vedela elektrolüüdiga ja vabastab seega elektrienergia, mis sisaldub alumiiniumist anoodil. Peamine nüanss on "õhu katood", mis toimib membraanina oma talvekakk - ainult O2 läbipääsu ja mitte süsinikdioksiidi.
Mis vahe on traditsiooniliste patareide? Viimase täielikult suletud rakkudes, samas kui al-õhu elemendid on vaja väline element, "Töötab" reaktsiooni. Oluline eelis on asjaolu, et al-õhu aku toimib diislikütuse generaatorina - see toodab energiat ainult siis, kui sisse lülitasite. Ja kui te "blokeerisite õhku" sellise aku, jääb kogu oma tasu ja ei kao aja jooksul, nagu tavalised patareid.
Allõhu aku käitamise ajal kasutatakse alumiiniumist elektroodi, kuid seda saab printeri kasseti asendamiseks asendada. Laadimine peaks toimuma iga 400 km järel, see on uue elektrolüüdi lisamiseks, mis on palju lihtsam kui ootab, kuni tavaline aku laetakse.
Ettevõte Phinergy on juba loonud elektrilise CITROEN C1, mis on varustatud 25 kg akuga, mille võimsus on 100 kWh. See annab 960 km kauguse. Võimsuse mootoriga 50 kW (umbes 67 hobuste võimsus) Auto arendab kiirust 130 km / h, kiirendab sadu 14 sekundi jooksul. Sarma akut testitakse ka Renault Zoe'is, kuid selle võimsus on 22 kWh, auto maksimaalne kiirus on 135 km / h, 13,5 sekundit kuni "sadade", kuid ainult 210 km kaugusel insultist.
Uued patareid on lihtsamad, kaks korda odavamad kui liitium-ioonsed ja perspektiivis on lihtsam töötada, mitte kaasaegne. Seni on nende ainus probleem alumiiniumktrood, mis koosneb tootmisest ja asendamisest. Niipea, kui see probleem otsustab - saate ohutult oodata elektriliste sõidukite populaarsuse suuremaid laineid!
- , 20. jaanuar 2015
Patareid on seadmed, mis kirjutavad keemilise energia elektrienergiaks. Neil on 2 elektroodit, nende vahel on keemiline reaktsioon, mida elektroni kasutatakse või toodetakse. Elektroodid on ühendatud lahusega lahusega, mida nimetatakse elektrolüüdiga, mille ioonid võivad elektriahela läbiviimisel liikuda. Elektronid moodustuvad anoodil ja võivad läbi viia katoodi välimise ahela, see on elektriliste elektronide liikumine, mida saab kasutada lihtsate seadmete tegemiseks.
Meie puhul aku Seda saab moodustada kahe reaktsiooniga: (1) reaktsioonid alumiiniumiga, mis tekitab elektrone ühe elektroodi kohta ja (2) Hapnikureaktsioonid, mis kasutavad elektroneid teise elektroodi. Et aidata elektronide aku, pääseda hapniku õhus, saate teha teise elektroodi materjali, mis suudab teostada elektrit, kuid ei ole aktiivne, näiteks söe, mis koosneb peamiselt süsiniku. Aktiveeritud söe on väga poorne ja see toob mõnikord kaasa suure pindala, mis tarnitakse atmosfääri. Üks grammi aktiivsütt võib olla rohkem ruut kui terve jalgpalli väli.
Selles kogemuses saate ehitada akuMis kasutab neid kahte reaktsiooni ja kõige hämmastavamat asja, et need patareid võivad toita väikese mootori või lambipirniga. Selleks vajate: alumiiniumfoolium, käärid, aktiivsüsi, metallist lusikad, paberrätikud, sool, väike tass, vesi, 2 elektrijuhtmeid klambritega ja väikese elektriseadmega, näiteks mootori või LED-iga. Lõika alumiiniumfooliumi suurus, mis on ligikaudu 15x15cm., Valmistage kokku küllastunud lahus, soola segu väikeses tassis veega, kuni soola ei lahustu enam lahustuda, voldige paberit veerandiks ja sööge seda soolveega. Pange see rätik fooliumile lisage lusikaga aktiveeritud süsinikule paberi rätiku ülaosale, valage soolvee söe niisutamiseks. Veenduge, et söe on kõikjal märg. Selleks et mitte puudutada vett otse, peate sulatama 3 kihid või võileiva. Valmistage oma elektriseadmed kasutamiseks, ühe otsa elektrilise traadi on kinnitatud allalaadimise ja teise otsa traadi on ühendatud alumiiniumfooliumiga. Tihedalt vajutage teist traati kivisöe kuhja ja vaata, mis juhtub, kui aku töötab hästi, on tõenäoline, et seadme sisselülitamiseks vajate teist üksust. Püüdke suurendada oma traadi ja puusöe vahelist kontakti, aku kokkuklapitamist ja pigistamist. Kui te kasutate mootorit, saate aidata ka hakata võlli jahutamist sõrmedega.
Esimene kaasaegne elektriline aku tehti mitmetest elektrokeemilistest rakkudest ja seda nimetatakse voldisambaks. Korrake esimest ja kolmandat sammu täiendav ehitamiseks alumiinium-õhu elementÜhendamine 2 või 3 Õhu-alumiiniumielement Te saate omavahel võimsama aku. Kasutage multimeetrit, et mõõta akust saadud pinge ja voolu.
Kuidas muuta akut nii, et see muutub rohkem pinge või suurema vooluks - arvutada väljundvõimsus akust oma pinge ja voolu abil. Proovige ühendada teiste seadmete akuga.
Phinergy, Iisraeli käivitamine näitas alumiinium-õhu aku, mis suudab toita elektrisõidukit kuni 1000 miili (1609 km). Erinevalt teistest metallist patareisid kirjutasime minevikus, Phinerroog alumiinium-vee aku tarbib alumiinium kütusena, andes seega energia suurenemise sellises koguses, et see on varustatud gaasi või diislikütusega. Phinery deklareerib, et nad allkirjastasid leping ülemaailmse autotootjaga " masstoodang"Patareid 2017. aastal.
Metallist õhu akud ei ole uus idee. Tsink-õhu patareid kasutatakse laialdaselt kuuldeaparaadis ja on oma olemuselt võimelised aitama. IBM tegeleb liitium-õhu akuga tööga, mis nagu Phinergy on suunatud pika tarne. Viimastel kuudel selgus, et naatrium-õhu patareidel on ka õigus elule. Kõigil kolmel juhul on õhk kõige komponent, mis muudab patareid soovi korral. Tavaline akus on keemiline reaktsioon erakordselt sisemus, sest need on tavaliselt väga tihe ja rasked. Metallist patareidest saadakse energia meie ümbritseva metalli (liitiumi, tsinki, alumiiniumi) hapniku oksüdeerimise teel ja mitte aku suletud. Tulemuseks on kergem ja lihtne aku.
Phinery alumiinium-õhu aku on uudne kahel põhjusel: esiteks leidis ettevõte ilmselgelt viisi, et vältida alumiiniumi korrosiooni süsinikdioksiidiga. Teiseks, aku on tegelikult alumiinium, nagu kütus, muutes aeglaselt alumiinium dioksiidile aeglaselt. Phinery alumiinium-õhu aku prototüüp koosneb vähemalt 50 alumiiniumplaatidest, millest igaüks annab energiat 20 miili võrra. 1000 miili pärast peavad plaadid olema mehaaniliselt laadima - eufhemism plaatide lihtsa füüsilise eemaldamiseni akust. Alumiiniumõhu patareid tuleb täiendada veega iga 200 miili kaugusel elektrolüüdi taseme taastamiseks.
Sõltuvalt teie seisukohast, mehaaniline laadimine ja ilus ja kohutav. Ühest küljest annate auto elu veel 1000 miili, umbes aku vahetamise teel; Teisest küljest osta uus aku iga tuhande miili, panna see kergelt, mitte väga majanduslikult. Ideaalis läheb see kõik tõenäoliselt akuhinna küsimusele. Arvestades tänapäeva turgu, maksab alumiiniumkilogramm $ 2 ja 25 kg 50 plaatide komplekt. Lihtsa lugemise abil saame, et masina "laadimine" maksab $ 50. $ 50 reisi 1000 miili ta, tõde ei ole halb, võrreldes $ 4 gallon gaasi, mis on piisav 90 miili. Alumiiniumdioksiidi saab taaskasutada alumiiniumile, kuid see ei ole odav protsess.
Peaaegu kolmkümmend aastat otsivad alumiinium-ioonaku parandamise viise lähenevad selle lõplikule. Esimene akumulaatori alumiiniumist anoodiga, mis on võimeline kiiresti laetud, odav ja vastupidav, arenenud teadlased Stanfordi ülikoolist.
Teadlased enesekindlalt kinnitavad, et nende ajutisild võib muutuda ohutuks alternatiiviks liitium-ioonakud, kõikjal rakendatud täna, samuti leelispatareid, mis on keskkonnasõbralikud.
Seda ei mäleta veel, et liitium-ioonpatareid süttivad mõnikord. Keemia Hongzhi DAI professor on kindel, et tema uus aku ei sütti, isegi kui see läbi sõitke. Professor DAIA kolleegid iseloomustavad uusi patareisid kui "Superfast laetav alumiinium-ioonpatareid."
Tänu madalate kulude, tuleohutuse ja võime luua märkimisväärset elektrivõimsust, on alumiinium juba ammu meelitanud teadlaste tähelepanu, kuid paljude aastate jooksul läksid nad kaubanduslikult elujõulise alumiinium-ioonaku loomiseks, mis võiksid tekitada piisavat pinget Pärast paljude tasude tühjendamise tsüklit.
Teadlased vaja ületada palju takistusi, sealhulgas: kokkuvarisemist katoodi materjali, madala rakkude tühjenemise pinge (umbes 0,55 volti), paagi kadu ja ebapiisav elutsükkel (vähem kui 100 tsüklit), kiire võimsuse kaotus (26 kuni 85 protsenti pärast 100 tsüklit).
Nüüd on teadlased esitanud laetav aku Põhineb alumiiniumist kõrge stabiilsusega, kus nad kasutasid alumiiniumist metalli anoodi paari kolmemõõtmelise grafiitvahu katoodiga. Enne seda prooviti paljude katoodi jaoks erinevaid materjale ja otsus grafiidi kasuks leiti üsna juhuslikult. Hongzhi diagrupi teadlased tuvastasid mitut tüüpi grafiidi materjali, mis näitavad väga suure jõudlusega.
Oma eksperimentaalsetes proovides paigutas Stanfordi ülikooli meeskond alumiiniumist anoodi, grafiidi katoodi ja ohutu vedeliku ioonielelektrolüüdi, mis koosneb peamiselt soolalahustest painduvale polümeerpakendisse.
Professor Dai ja tema grupp salvestatud video, kus nad näitasid, et isegi kui see puuritud kesta, nende patareid jätkavad tööd juba mõnda aega ja ei sütti.
Uute patareide oluline eelis on nende ultrafine laadimine. Tavaliselt laaditakse nutitelefonide liitium-ioon akud mõne tunni jooksul, samas kui uue tehnoloogia prototüüp näitab enneolematu laadimise kiirust ühe minuti jooksul.
Uute patareide vastupidavus on eriti silmatorkav. Aku ressurss on rohkem kui 7500 laadimisvoolu tsüklit ja ilma võimsuse kaotamata. Autorid aru, et see on esimene mudel alumiinium-ioon akud, ultrabstroy laadimise ja stabiilsuse tuhandetes tsüklit. Ja tüüpiline liitium-ioon aku Talub ainult 1000 tsüklit.
Alumiiniumpatarei tähelepanuväärne omadus on selle paindlikkus. Aku saab painutada, mis näitab potentsiaali selle kasutamiseks paindlikes vidinad. Muuhulgas on alumiinium palju odavam kui liitium.
Selliste patareide kasutamine taastuvenergia ladustamiseks tundub olevat paljutõotav selleks, et selle eelmise reservatsiooni elektrivõrkude tarnimiseks, kuna viimaste teadlaste sõnul saab alumiiniumist akut kümneid tuhandeid kordi laadida.
Vastupidiselt massiivselt kasutatavate elementide AA ja AAA pinge 1,5 volti, alumiinium-ioon aku tekitab pinge suurusjärgus 2 volti. See on kõige kõrgem näitajad, mida igaüks saavutatakse alumiiniumist ja tulevikus Seda näitajat parandatakse, uute patareide arendajad deklareerivad.
40 W-tunnise energia säilitamise tihedus saavutatakse kilogrammi kohta ja see näitaja jõuab 206 W-tunnile kilogrammi kohta. Kuid parandades katoodi materjali, ma olen kindel, et professor Hongzhi Dai lõpuks toob kaasa pinge suurenemise suurenemise ja suurendada tihedust energia säilitamise alumiinium-ioontehnoloogia akulamute. Igal juhul on juba mitmeid liitium-ioontehnoloogia eeliseid juba saavutatud. Siin ja odav, koos ohutuse ja kiire laadimise ja paindlikkuse ja pika kasutusiga.
