Loading

Расплавленная воздушная батарея эффективная и долговечная

Создано 09.07.2014 09:39
Автор: Алексей Норкин

Эффективная и долговечная расплавленная воздушная батарея

Преимущества электрических транспортных средств очевидны, они снижают выбросы парниковых газов и устраняют зависимость экономик ряда стран от импортных поставок ископаемых углеводородов. Распространению электромобилей, тем не менее, мешает важный параметр, их низкая мобильность и привязанность к зарядным станциям, обусловленная низкой ёмкостью современных аккумуляторных батарей.

Исследователи из Университета Джорджа Вашингтона возглавляемые Стюартом Лихтом (Stuart Licht) полагают, что они нашли решение проблемы, разработав так называемую «расплавленную воздушную батарею».

Новые аккумуляторы используют расплавленный электролит, кислород из воздуха и специальные «многоэлектронные» электроды, обладающие потрясающими возможностями для хранения электрической энергии, превышающими на сегодняшний день характеристики всех других известных батарей.

Профессор Лихт уверен, что плотность энергии новых заряжаемых батарей, долговечность и экономическая эффективность позволят технологии со временем вытеснить из обращения привычные сегодня литиевые батареи электромобилей.

Исследователи экспериментировали с железом, углеродом и боридом ванадия, изучая их способность переносить несколько электронов. В расплавленных воздушных батареях молекулы этих веществ способны хранить по 3, 4 и 11 электронов, благодаря чему ёмкость новых батарей превосходит в 20-50 раз ёмкость литий-ионных аккумуляторов, в которых каждая молекула лития оперирует всего одним электроном. «Расплавленная воздушная [батарея] представляет совершенно новый класс батарей», - утверждает Лихт.

Группа Лихта работала и над другими технологиями, обеспечивающими высокую ёмкость хранения энергии, в частности над супер-железными батареями и воздушными батареями с покрытием из борида ванадия. Но у них есть серьёзный недостаток, они не предназначены для перезарядки.

Модель расплавленной воздушной батареи

Возможности технологии расплавленных батарей не использующих воздух, в частности на основе расплава серы, ограничены низкой мощностью.

Новые расплавленные воздушные батареи напротив, объединяют в себе лучшие качества обеих предшествующих технологий, сочетая высокую ёмкость со способностью к многократной зарядке. Воздух в них выступает в качестве одного из электродов, в паре с которым работают простые электроды из никеля или железа.

Термин «расплавленный» относится к электролиту, который смешивается с реагентами для железа, углерода или борида ванадия и нагревается, пока смесь не станет жидкой. Жидкий электролит соприкасается с металлическими электродами и одновременно реагирует с воздухом.

Как объясняет Лихт, батарея способна заряжаться, накапливая в ходе электрохимической реакции большое число электронов. Чтобы обеспечить высокую ёмкость, батарея не нуждается в запасе окислителя, используя кислород из воздуха. Процесс зарядки делает возможным высокая активность расплавленного электролита.

Электролит переходит в жидкое состояние при температуре 700-800 градусов Цельсия. Это существенное ограничение, для использования технологии в транспортных средствах, трудная, но решаемая проблема, ведь аналогичная температура - необходимое условие для работы всех современных двигателей внутреннего сгорания.

Исследователи продолжают работать над совершенствованием изобретения, чтобы сделать технологию жизнеспособной для практического увеличения пробега электромобилей. В последнем образце им удалось снизить температуру расплава ниже 600 градусов. «Высокотемпературная аккумуляторная батарея является необычной для транспортных средств, но мы знаем, что у нее есть возможности, - говорит Лихт. - Это представляет собой интересный инженерный вопрос».

Facepla.net по материалам National Science Foundation 

Читайте также:

Пьем только качественную воду!

и

Играя в природу, заботимся о ней!

 

Комментарии: