Вся информация на сайте предназначена только для специалистов кабельной отрасли, энергетики и электротехники.
+
 

Физики воскресили никелевую батарею
Эдисона и ускорили ее в 1000 раз


27 июня 2012 в 15:20
8
Энергетика: 44
12 лет и 261 день
Медаль «За Активность» 1-ой степени «Звезда Народного Признания» 1-ой степени Орден «За Особые Заслуги» 1-ой степени Орден «За Существенный Вклад» 1-ой степени
 (3)
 (0)
Физики воскресили никелевую батарею Эдисона и ускорили ее в 1000 раз

Эпоху недолговечных литийионных батареек сменит, возможно, эпоха долговечных железоникелевых, изобретенных еще Томасом Эдисоном. Их основной недостаток – продолжительное время зарядки – удалось устранить с помощью графена и углеродных нанотрубок

Сотрудники лаборатории прикладной физики Хунцзе Дая – профессора Стэнфордского университета и одного из ведущих исследователей в области углеродных нанотрубок – сумели вдохнуть новую жизнь в технологию железо-никелевых аккумуляторов, разработанную Томасом Эдисоном более ста лет назад специально для нужд электрического автотранспорта.

С точки зрения стоимости и энергоемкости железо-никелевые аккумуляторы близки к литий-ионным, но намного превосходят их по части выносливости к экстремальным режимам эксплуатации – частым циклам разряда и заряда, а также к перезаряду, глубокому разряду, коротким замыканиям, термическому и вибрационному воздействиям.

Способность таких батарей выносить частые циклы разряд/заряд связана с низкой растворимостью Fe3O4 – реагента, входящего в состав их электролита.

Из-за низкой растворимости процесс образования и осаждения кристаллов железа на электродах идет медленней, что и удлиняет срок службы таких аккумуляторов, который на практике (например, в горной промышленности, где они до сих пор используются в качестве надежных резервных источников питания) может достигать 20 лет.

Спрашивается, почему долгоживущие железо-никелевые батареи не заменили ставшие столь популярными литий-ионные, менее выносливые, грешащие перегревом и ухудшением характеристик при слишком интенсивном заряде и имеющие несравнимо более короткий жизненный цикл – недостаток, отлично знакомый всем владельцам ноутбуков и мобильных гаджетов.

Ответ кроется в одном существенном недостатке железо-никелевой технологии, связанном все с той же низкой растворимостью Fe3O4:

такие аккумуляторы заряжаются очень, очень медленно.

Впрочем, также неохотно они эту энергию и отдают.

Для солнечной и ветроэнергетики, где требуется запасать энергию впрок в течение долгих часов работы, такой недостаток некритичен, и в последнее время в этой индустрии действительно наблюдается повышенный интерес к железо-никелевым батареям. А вот для автотранспорта критичен, так как заряжать электромобиль с таким аккумулятором по времени придется столько же, если даже не дольше, сколько вы на нем катались (впрочем, в качестве тяговых аккумяторов для погрузчиков и автокаров железо-никелевые батареи вполне годятся, но и режим использования этой техники совсем другой).

Собственно, избавиться от данного недостатка и удалось в лаборатории Хунцзе Дая, команда которой сумела сократить цикл зарядки/разрядки железо-никелевой батареи в 1000 раз.....

http://www.gazeta.ru/science/2012/06/26_...

28 июня 2012 в 12:24
12
Энергетика: 44
14 лет и 329 дней
упоминали 111 раз
Медаль «За Активность» 1-ой степени «Звезда Народного Признания» 1-ой степени Орден «За Особые Заслуги» 2-ой степени Орден «За Существенный Вклад» 2-ой степени
 (2)
 (0)
Интересно, а как же габаритные показатели при одинаковых А/ч?
Порой это играет первостепенную роль.

28 июня 2012 в 12:43
10
Энергетика: 23
13 лет и 16 дней
упоминали 36 раз
 (1)
 (0)
полагаю а-фоня потолще раза в 3 стал бы)))

2 июля 2012 в 15:18
8
Энергетика: 44
12 лет и 261 день
Медаль «За Активность» 1-ой степени «Звезда Народного Признания» 1-ой степени Орден «За Особые Заслуги» 1-ой степени Орден «За Существенный Вклад» 1-ой степени
 (1)
 (0)
Железо-никелевые батареи не только имеют ресурс в 30–50 лет, они ещё и значительно компактнее, исключительно устойчивы к вибрациям и тряске, а также к ударам и высоким температурам.

Тут не будет лишним напомнить, что серийные литиевые аккумуляторы гибрида Chevrolet Volt вполне успешно взорвались на испытаниях в 2012 году, покалечив несколько человек. Именно из-за устойчивости к вибрации и нагрузкам железо-никелевые батареи применялись в своё время как источник питания в немецкой крылатой ракете V-1 и баллистической ракете V-2. Короче говоря, казалось бы, это идеальная альтернатива литиевым: они даже в производстве дешевле, а в пересчёте на год службы цена их почти на порядок меньше.

И тем не менее у них есть минус, и большой. Мгновенная отдача энергии не превышает 100 Вт/кг — следовательно, в электромобиле мощностью хотя бы в 50 кВт их понадобится не менее полутонны......

Увы, энергетическая плотность новых батарей осталась традиционной — 50 Вт•ч/кг, что в 4–5 раз меньше, чем у лития. Однако для гибридов это не столь важно: там вес литиевых аккумуляторов нужен только для того, чтобы обеспечить возможность чисто электрического движения на небольших скоростях, и большая ёмкость требуется куда меньше быстрой зарядки и отдачи электричества батареей.

Кроме того, новое устройство может найти применение в качестве вспомогательных накопителей. Дело в том, что зарядка литиевых аккумуляторов весьма неспешна, и регенеративное торможение, когда вращение колёс преобразуется в запасаемую батареей энергию, может быть только очень плавным, что для большинства ситуаций, когда водитель жмёт на тормоза, не походит. Поэтому, если вы нажали на тормоз хоть чуть-чуть сильнее, чем «еле-еле», в электромобиле включаются обычные дисковые тормоза, изнашиваясь и преобразуя энергию (которую можно было бы запасти) в нагрев окружающего воздуха и тормозной жидкости. Даже небольшая, 5-10-килограммовая железо-никелевая батарея могла бы существенно увеличить эффективность регенеративного торможения, а также повысить пиковое питание электромоторов при разгоне.

[URLhttp://www.cleandex.ru/news/2012/07/02/sozdana_sverhbystraya_versiya_zhelezonikelevyh_batarei[URL=[/URL]

2 июля 2012 в 15:40
1
Энергетика: 17
19 лет и 364 дня
упоминали 1 раз
Медаль «За Активность» 1-ой степени «Звезда Народного Признания» 1-ой степени Орден «За Особые Заслуги» 2-ой степени
 (1)
 (0)
«Железо-никелевые батареи не только имеют ресурс в 30–50 лет, они ещё и значительно компактнее, исключительно устойчивы к вибрациям и тряске, а также к ударам и высоким температурам.

Тут не будет лишним напомнить, что серийные литиевые аккумуляторы гибрида Chevrolet Volt вполне успешно взо...»


пока есть нефтянные короли, не видать электромобили в массовом применении. Уже бы лет 20 назад все на электро ездили, если бы не лобби.

-

Новое сообщение

Ваше имя:*
Ваш e-mail:
 
Отправить

Отправлять на e-mail все новые сообщения в данной теме
Быстрый переход в другой раздел:
 

Общаешься на форуме? Зарегистрируйся!

Только для зарегистрированных пользователей «Кабельного форума» RusCable.Ru доступны следующие возможности:

— Получение КАБСов за общение на форуме;
— Отправка личных сообщений пользователям;
— Сохранять в «Избранном» интересные темы;
— и многое другое.

Регистрация предельно простая и займет не более 2 минут.

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

Вход для зарегистрированных пользователей:

логин: пароль:

забыли пароль?

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно