Surse de curent chimic cu anod de aluminiu. Noi baterii Phinergy - revoluție sau ...? Surse combinate de curent
limba franceza renault. Propune utilizarea bateriilor din aluminiu de la Phinergy în viitoarele vehicule electrice. Să aruncăm o privire la perspectivele lor.
Renault a decis să facă un pariu pe un nou tip de baterie, care poate permite creșterea gamei de funcționare de la o încărcare de șapte ori. Când conservă dimensiunile și greutatea bateriilor de astăzi. Elementele de aluminiu-aer (al-aer) au o densitate fenomenală de energie (8000 W / kg, față de 1000 W / kg în bateriile tradiționale), producând-o atunci când reacția de oxidare din aluminiu în aer. Această baterie conține un catod pozitiv și un anod negativ din aluminiu și între electrozii conține un electrolit lichid pe bază de apă.
Dezvoltatorul bateriei companiei Phinergy a declarat că a ajuns la progrese mari în dezvoltarea unor astfel de baterii. Propunerea lor este de a folosi un catalizator din argint, care vă permite să utilizați eficient oxigenul conținut în aerul convențional. Acest oxigen este amestecat cu un electrolit lichid și, prin urmare, eliberează energia electrică, care este conținută în anodul de aluminiu. Nuanța principală se află în "Catodul Air", care acționează ca o membrană în jacheta de iarnă - numai O2 trece, și nu dioxidul de carbon.
Care este diferența dintre bateriile tradiționale? În ultimele celule complet închise, în timp ce elementele al-aer sunt necesare element extern, Reacția "rulează". Un avantaj important este faptul că acumulatorul Al-Air acționează ca un generator diesel - produce energie numai atunci când l-ați pornit. Și când ați "blocat aerul" o astfel de baterie, toate încărcările sale rămâne în poziție și nu dispare în timp, cum ar fi bateriile convenționale.
În timpul funcționării bateriei al-aer, se utilizează un electrod de aluminiu, dar poate fi înlocuit ca cartuș în imprimantă. Încărcarea trebuie efectuată la fiecare 400 km, va fi de a completa noul electrolit, care este mult mai ușor decât așteptarea până când este încărcată bateria obișnuită.
Compania Phinergy a creat deja un electric Citroen C1, care este echipat cu o baterie de 25 kg cu o capacitate de 100 kWh. Oferă un accident vascular cerebral de 960 km. Cu un motor de putere de 50 kW (aproximativ 67 putere de cai), mașina dezvoltă o viteză de 130 km / h, accelerează la sute în 14 secunde. O baterie similară este, de asemenea, testată pe Renault Zoe, dar capacitatea sa este de 22 kWh, viteza maximă a mașinii este de 135 km / h, 13,5 secunde la "sute", dar numai 210 km de rândul loviturii.
Bateriile noi sunt mai ușoare, de două ori mai ieftine decât litiul-ionic și în perspectivă este mai ușor de operat, mai degrabă decât modern. Și până acum, singura lor problemă este un electrod de aluminiu, care este compus din producție și înlocuire. De îndată ce această problemă decide - vă puteți aștepta în siguranță și valuri mai mari de popularitate a vehiculelor electrice!
- , 20 ianuarie 2015
Bateriile sunt dispozitive care transcriu energie chimică în energie electrică. Acestea au 2 electrozi, există o reacție chimică între ele, pe care electroni sunt utilizați sau produse. Electrozii sunt conectați cu o soluție cu o soluție numită electrolit, cu care ionii se pot mișca prin efectuarea unui lanț electric. Electronii sunt formați pe anod și pot trece prin lanțul exterior pe catod, aceasta este mișcarea electronilor electrici care pot fi utilizați pentru a efectua dispozitivele simple.
În cazul nostru baterie Poate fi format cu două reacții: (1) Reacții cu aluminiu, care generează electroni pe un electrod și (2) Reacții de oxigen, care utilizează electroni pe un alt electrod. Pentru a ajuta electronii din baterie, obțineți acces la oxigen în aer, puteți face un al doilea material electrod care poate efectua energie electrică, dar nu este activ, de exemplu, cărbune, care constă în principal din carbon. Cărbune activată este foarte poroasă și acest lucru duce uneori la o suprafață mare, care este furnizată la atmosferă. Un gram de carbon activ poate fi mai pătrat decât un câmp de fotbal întreg.
În această experiență puteți construi baterieCare utilizează aceste două reacții și cel mai uimitor lucru pe care aceste baterii pot hrăni un mic motor sau un bec. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de: folie de aluminiu, foarfece, carbon activat, linguri metalice, prosoape de hârtie, sare, ceașcă mică, apă, 2 fire electrice cu cleme la capete și un mic dispozitiv electric, cum ar fi un motor sau un LED. Tăiați bucata de dimensiune a foliei din aluminiu, care va fi aproximativ 15x15cm., Pregătiți o soluție saturată, un amestec de sare într-o ceașcă mică cu apă până când sarea nu se va dizolva, pliați prosopul de hârtie la un sfert și se hrănește cu saramură. Puneți acest prosop pe folie, adăugați o lingură de carbon activ în partea de sus a unui prosop de hârtie, turnați saramura la cărbune pentru ao umezi. Asigurați-vă că cărbunele este umed peste tot. Pentru a nu atinge apa direct, trebuie să topiți 3 straturi ca în sandwich. Pregătiți dispozitivele electrice pentru utilizare, un capăt al firului electric este atașat la descărcare, iar celălalt capăt al firului este conectat la folia de aluminiu. Apăsați strâns cel de-al doilea cablu la o grămadă de cărbune și vedeți ce se întâmplă dacă bateria funcționează bine, este probabil că veți avea nevoie de un alt element pentru a porni dispozitivul. Încercați să măriți zona de contact între firul și cărbunele, plierea bateriei și stoarcerea. Dacă utilizați motorul, îl puteți ajuta, de asemenea, să înceapă răcirea arborelui cu degetele.
Prima baterie electrică modernă a fost făcută dintr-un număr de celule electrochimice și se numește stâlp Volt. Repetați primul și al treilea pas pentru a construi o suplimentare element de aluminiu-aerConectarea 2 sau 3 element de aluminiu Veți obține o baterie mai puternică între ele. Utilizați multimetrul pentru a măsura tensiunea și curentul obținut de la bateria dvs.
Cum de a schimba bateria astfel încât să devină mai multă tensiune sau mai mare - calculați puterea de ieșire de la bateria dvs. cu ajutorul tensiunii și curentului său. Încercați să conectați alte dispozitive la bateria dvs.
Phinergy, pornirea israeliană, a demonstrat o baterie din aluminiu-aer care poate alimenta un vehicul electric de până la 1000 de kilometri (1609 km). Spre deosebire de alte baterii metalice, am scris în trecut, bateria din aluminiu Phinergy consumă aluminiu ca combustibil, asigurând astfel o creștere a energiei într-o cantitate atât de o cantitate care este echipată cu gaz sau motorină. Phinergy declară că au semnat un contract cu un automobil global pentru " productie in masa"Bateriile în 2017.
Bateriile de aer metalic nu sunt o idee nouă. Bateriile de zinc-aer sunt utilizate pe scară largă în aparatele auditive și sunt în mod inerent capabile să ajute. IBM sunt angajate în lucru pe o baterie de litiu-aer, care, ca și Phinergy, este destinat unei aprovizionări lungi. În ultimele luni, sa dovedit că bateriile de aer de sodiu au, de asemenea, dreptul la viață. În toate cele trei cazuri, aerul este cea mai mare componentă care face ca bateriile dorite. În bateria obișnuită, reacția chimică este o natură deosebit de internă, deoarece acestea sunt de obicei foarte dense și grele. În bateriile metalice, energia este obținută prin oxidarea metalului (litiu, zinc, aluminiu) oxigen care ne înconjoară și nu este închisă în baterie. Rezultatul este o baterie mai ușoară și mai simplă.
Bateria Phinergy Aluminiu-Air este o noutate din două motive: În primul rând, compania a găsit în mod evident o modalitate de a preveni coroziunea de aluminiu cu dioxid de carbon. În al doilea rând, acumulatorul este alimentat de aluminiu, cum ar fi combustibilul, converti încet aluminiu simplu în dioxid de aluminiu. Prototipul bateriei din aluminiu din aluminiu este alcătuit din cel puțin 50 de plăci de aluminiu, fiecare dintre acestea asigură energie până la 20 de mile. După 1000 de mile, plăcile trebuie să fie reîncărcate mecanic - eufemism la îndepărtarea fizică simplă a plăcilor din baterie. Bateriile de aer din aluminiu trebuie completate cu apă la fiecare 200 de mile pentru a restabili nivelul de electroliți.
În funcție de punctul dvs. de vedere, încărcare mecanică și frumoasă și teribilă. Pe de o parte, dați o viață a mașinii încă 1000 de mile, aproximativ vorbind prin schimbarea bateriei; Pe de altă parte, cumpărați o nouă baterie pentru fiecare mie de mile, pentru ao pune ușor, nu foarte economic. În mod ideal, este posibil ca totul să coboare la problema prețului bateriei. Având în vedere piața de astăzi, kilogramul de aluminiu costă 2 $ și un set de 50 de plăci în 25 kg. Prin numărarea ușoară, obținem că "reîncărcare" a mașinii va costa 50 $. $ 50 pentru o excursie la 1000 de kilometri, în adevăr, nu este rău, comparativ cu 4 dolari pe gaz galon, care este suficient pentru 90 de mile. Dioxidul de aluminiu poate fi reciclat înapoi în aluminiu, totuși acest lucru nu este un proces ieftin.
Aproape treizeci de ani de căutare a modalităților de îmbunătățire a bateriei de aluminiu-ion se apropie de finala sa. Primul acumulator cu un anod aluminiu, capabil să fie încărcat rapid, în timp ce ieftin și durabil, dezvoltat oameni de știință de la Universitatea din Stanford.
Cercetătorii declară cu încredere că creierul lor poate deveni o alternativă sigură la bateriile litiu-ion, pretutindeni aplicate astăzi, precum și bateriile alcaline care sunt dăunătoare din punct de vedere ecologic.
Nu se va aminti în continuare că bateriile litiu-ion sunt uneori aprinse. Profesorul de chimie Hongzhi Dai este sigur că noua sa baterie nu se va aprinde, chiar dacă a condus-o. Colegii de profesori DAIA au caracterizat baterii noi ca "baterii de aluminiu reîncărcabile super-reîncărcabile".
Datorită costului scăzut, siguranței la incendiu și abilității de a crea o capacitate electrică semnificativă, aluminiu a atras atenția cercetătorilor, dar de mulți ani au mers pentru a crea o baterie de aluminiu viabilă din punct de vedere comercial, care ar putea produce o tensiune suficientă chiar și După multe cicluri de descărcare de încărcare.
Oamenii de știință au trebuit să depășească multe obstacole, inclusiv: prăbușirea materialului catodic, tensiunea de evacuare a celulelor scăzute (aproximativ 0,55 volți), pierderea rezervorului și ciclul de viață insuficient (mai puțin de 100 de cicluri), pierderea rapidă a puterii (de la 26 la 85% după 100 de cicluri).
Acum oamenii de știință au depus baterie reincarcabila Bazat pe aluminiu cu o stabilitate ridicată în care au folosit un anod metalic din aluminiu într-o pereche cu un catod de spumă de grafit tridimensională. Înainte de aceasta, au fost judecate multe materiale diferite pentru catod, iar decizia în favoarea grafitului a fost găsită destul de întâmplătoare. Oamenii de știință din grupul Hongzhi Dia au identificat mai multe tipuri de materiale de grafit care prezintă performanțe foarte ridicate.
În probele sale experimentale, echipa Universității Stanford a plasat un anod aluminiu, un catod de grafit și un electrolit lichid lichid sigur, constând în principal din soluții de săruri într-un pachet flexibil de polimer.
Profesorul Dai și grupul său au înregistrat videoclipuri, unde au arătat că, chiar dacă ar fi forat cochilia, bateriile lor vor continua să lucreze de ceva timp și nu se vor aprinde.
Un avantaj important al noilor baterii este încărcarea ultrafinei. De obicei, bateriile cu litiu-ion de smartphone sunt reîncărcate în câteva ore, în timp ce prototipul noii tehnologii demonstrează viteza de încărcare fără precedent la un minut.
Durabilitatea bateriilor noi este deosebit de izbitoare. Resursa bateriei este mai mare de 7.500 de cicluri de descărcare de încărcare și fără pierderea puterii. Autorii raportează că acesta este primul model de baterii din aluminiu, cu încărcare ultrabstroy și stabilitate în mii de cicluri. Și tipic bateria litiu-ion Rezistă doar 1000 de cicluri.
O caracteristică remarcabilă a bateriei de aluminiu este flexibilitatea acesteia. Bateria poate fi îndoită, ceea ce indică potențialul de utilizare a acestuia în gadget-uri flexibile. Printre altele, aluminiul este mult mai ieftin decât litiul.
Utilizarea unor astfel de baterii pentru stocarea energiei regenerabile pare a fi promițătoare în scopul rezervării sale pentru aprovizionarea ulterioară a rețelelor electrice, deoarece, potrivit celor mai recente oameni de știință, bateria de aluminiu poate fi încărcată zeci de mii de ori.
Contrar elementelor utilizate masiv ale AA și AAA cu o tensiune de 1,5 volți, o baterie de aluminiu-ion generează o tensiune de ordin de 2 volți. Acesta este cel mai mare dintre indicatori pe care oricine a realizat cu aluminiu și în viitor acest indicator va fi îmbunătățit, dezvoltatorii de baterii noi declară.
Densitatea de stocare de energie de 40 W-ore este realizată pe kilogram, iar acest indicator atinge 206 W-ora pe kilogram. Cu toate acestea, îmbunătățind materialul catodic, sunt sigur că profesorul Hongzhi DAI va duce în cele din urmă la o creștere a tensiunii și la o creștere a densității stocării energiei în acumulatori de tehnologie de aluminiu-ion. În orice caz, au fost deja realizate o serie de avantaje față de tehnologia litiu-ion. Aici și costuri reduse, combinate cu siguranță și încărcare de mare viteză și flexibilitate și durată lungă de viață.
