Алюминиевая батарея — отличное дополнение для электромобиля / Хабр

Компания Phinergy первой в мире сумела изготовить воздушно-алюминиевую батарею, пригодную для эксплуатации в автомобиле. 100-килограммовая батарея Al-Air содержит достаточно энергии, чтобы обеспечить 3000 км хода компактного легкового автомобиля. Phinergy провела демонстрацию технологии с Citroen C1 и упрощённой версией батареи (50 пластин по 500 г, в корпусе, наполненном водой). Машина проехала 1800 км на одном заряде, останавливаясь только для пополнения запасов воды — расходуемого электролита (видео).

Алюминий не заменит литий-ионные аккумуляторы (он не заряжается от розетки), но великолепно дополняет их. Ведь 95% поездок автомобиль совершает на короткие расстояния, где достаточно стандартных аккумуляторов. Дополнительная батарея обеспечивает бэкап на случай, если аккумулятор разрядился или если нужно далеко ехать.

Воздушно-алюминиевая батарея генерирует ток за счёт химической реакции металла с кислородом из окружающего воздуха. Алюминиевая пластина — анод. С двух сторон ячейка покрыта пористым материалом с серебряным катализатором, который фильтрует CO₂. Металлические элементы медленно деградируют до Al(OH)₃.

Химическая формула реакции выглядит так:

4 Al + 3 O₂ + 6 H₂O = 4 Al(OH)₃ + 2,71 В

Это не какая-то сенсационная новинка, а хорошо известная технология. Её давно используют военные, поскольку такие элементы обеспечивают исключительно большую плотность энергии. Но раньше инженерам никак не удавалось решить проблему с фильтрацией CO₂ и сопутствующей карбонизацией. Компания Phinergy утверждает, что решила проблему и уже в 2017 году можно производить алюминиевые батареи для электромобилей (и не только для них).

Литий-ионные аккумуляторы Tesla Model S весят около 1000 кг и обеспечивают пробег 500 км (в идеальных условиях, в реальности 180-480 км). Скажем, если сократить их до 900 кг и добавить алюминиевую батарею, то масса машины не изменится. Дальность хода от аккумулятора снизится на 10-20%, зато максимальный пробег без зарядки увеличится аж до 3180-3480 км! Можно доехать от Москвы до Парижа, и ещё что-то останется.

В чём-то это похоже на концепцию гибридного автомобиля, но здесь не требуется дорогой и громоздкий двигатель внутреннего сгорания.

Недостаток технологии очевиден — воздушно-алюминиевую батарею придётся менять в сервисном центре. Наверное, раз в год или чаще. Впрочем, это вполне заурядная процедура. Компания Tesla Motors в прошлом году показывала, как аккумуляторы Model S меняют за 90 секунд (любительское видео).

Другие недостатки — энергозатратность производства и, возможно, высокая цена. Изготовление и переработка алюминиевых батарей требует большого количества энергии. То есть с экологической точки зрения их использование только повышает общее потребление электроэнергии во всей экономике. Но зато потребление более оптимально распределяется — оно уходит из крупных городов в отдалённые районы с дешёвой энергией, там находятся ГЭС и металлургические заводы.

Неизвестно и то, сколько будут стоить такие элементы питания. Хотя сам алюминий — дешёвый металл, но катод содержит дорогое серебро. Phinergy не рассказывает, как именно изготовляет запатентованный катализатор. Возможно, это сложный техпроцесс.

Но при всех своих недостатках воздушно-алюминиевая батарея всё равно кажется очень удобным дополнением к электромобилю. По крайней мере, как временное решение на ближайшие годы (десятилетия?), пока не исчезнет проблема ёмкости аккумуляторов.

В Phinergy, тем временем, экспериментируют с «перезаряжаемой» воздушно-цинковой батареей. Она вообще работает тысячи часов без особой химической деградации, поскольку окисление цинка — обратимый процесс.

Похожие научные разработки ведутся и в России.

Медно-алюминиевые радиаторы отопления. В чем их плюсы?

Алюминий и медь являются металлами, обладающими самыми высокими качествами относительно теплопроводности. В этом свойстве им нет равных. Не вызывает удивления, что данные радиаторы пользуются большим спросом. Медно-алюминиевые батареи отлично нагревают воздух помещений и не имеют недостатков по сравнению с другими видами радиаторов.

Биметаллические системы отопления универсальны. Их можно устанавливать в любом помещении, даже с большой площадью. Главным достоинством медно-алюминиевых радиаторов является их повышенная теплоотдача и оптимальная скорость остывания, что позволяет контролировать температуру помещения, снизить расходы на отопление.

Есть момент, на который нужно обязательно обратить внимание. В конструкции радиаторов необходимо устанавливать нейтральный слой. Если этого не сделать, то в результате взаимодействия двух металлов между собой, происходит разрушение алюминия. И как результат – появление дыр и протеканий.

Главные конкуренты

У медно-алюминиевых радиаторов есть множество аналогов. Давайте их разберем, а уже потом выясним, чем они так выделяются на фоне конкурентов.

Батареи из чугуна. Классика жанра. Чугунные радиаторы установлены абсолютно во всех жилых домах и помещениях старого образца. По причине своей долговечности и повышенной инерционности до недавнего времени были на пике популярности. Но развитие современных технологий отодвинуло их на второй план. Появились более удобные и функциональные агрегаты.

Батареи из стали. Обладают низкой себестоимостью и прекрасной теплопроводностью, но несмотря на свои положительные качества, имеют недолгий срок службы при использовании теплоносителя с ТЭЦ.

Батареи из алюминия. От своих собратьев алюминиевые радиаторы отличаются небольшим весом. Что дает несравненное преимущество по сравнению с батареями, выполненными из других металлов. Отрицательными качествами здесь будет то, что данный вид радиаторов по причине гидроударов может терять форму и целостность. Нельзя использовать при установке медные соединители. Это может снизить общий срок службы.

Батареи из меди. Имеют долгий срок службы. Достаточно прочные. Медные радиаторы не боятся повреждений внешней среды, устойчивы к перепадам температурного режима. По причине высокой стоимости используются редко.

Батареи из 2-х металлов. В продаже встречаются радиаторы, изготовленные из стали и алюминия, меди и алюминия. Биметаллические устройства обладают рядом полезных качеств, дающие преимущества перед батареями, выполненными из одного вида металлов. Самые популярные — радиаторы изготовленные из алюминия и стали.

Плюсы медно-алюминиевых батарей

Алюминий и медь отличает от других металлов повышенная теплоотдача. По сравнению с другими металлами, которые также используются для изготовления радиаторов, показатель теплоотдачи выше в несколько раз. Что, несомненно, сказывается в пользу медно-алюминиевых радиаторов. К плюсам данной системы можно отнести:

• Высокая теплопроводность
• Долгий срок службы
• Контроль температуры нагрева
• Не случается перегрев теплоносителя
• Усиленная установка
• Хорошая переносимость отрицательных факторов внешней среды, гидроударов
• Доступная цена
• Возможность установки в многоквартирном доме

Отрицательные качества

Минусов у медно-алюминиевых радиаторов немного, но все же не следует ими пренебрегать. Для кого-то они покажутся незначительными, а для кого-то послужат решающим критерием при выборе отопительной системы. К отрицательным качествам относятся:

• Высокие требования к установке. Медь очень мягкий металл. Важно не повредить резьбу при соединении. Радиаторы устанавливать четко по уровню. Не допускается отклонений по горизонтали или вертикали. Необходима установка фильтра теплоносителя.
• Требования к теплоносителю системы. Они не такие жесткие. Приборы подходят для систем центрального отопления, но живут в них не так долго, как в системах отопления частного дома.
• Шумность работы. Один из наиболее часто встречаемых недостатков. Чаще связан с неверным подбором насоса.

 Алюминиевые или медно-алюминиевые батареи?

Конечно, данные виды радиаторов обладают несомненными преимуществами по сравнению с другими видами систем отопления. В России холодные зимы, и каждому хозяину хочется максимально утеплить свой дом, сэкономив при этом на отоплении.

Критерии выбора алюминия

Алюминиевые радиаторы служат идеальным решением вопроса отопления небольшого помещения. Статистика показывает, что спрос на батареи из этого металла максимально высок. Низкая себестоимость, легкость конструкции, простота монтажа являются главными факторами при выборе радиаторов выполненных из алюминия.

Алюминиевые батареи подходят для установки в помещении любого назначения. Для них не страшны перепады температур и высокие градусы теплоносителя. Алюминий обладает высокой теплопроводностью и конвекцией.

Форма прибора разработана с целью равномерного прогрева воздуха. Внутренний объем данной системы незначителен, поэтому подойдет насос небольшой мощности. Несмотря на это, обладает значительной отдачей тепловой энергии.

На рынках можно встретить огромное разнообразие красок алюминиевых радиаторов. Что также является плюсом данного выбора.

Покупателя может смутить лишь то, что алюминиевые конструкции чувствительны к pH среде. При  высоком показателе, система не прослужит долго. Не терпит присутствие примесей в жидкости. Чтобы избежать коррозии, следует контролировать состав теплоносителя. Если же такой возможности нет, то лучше отказаться от алюминиевых радиаторов.

Критерии выбора медно-алюминиевых батарей 

Медь здесь используется в качестве трубки для транспортировки теплоносителя. Остальная конструкция выполняется из алюминия.

Радиаторы, целиком изготовленные из меди, стоят очень дорого. Поэтому и было решено запустить производство алюминия и меди в паре, что дало потрясающий результат. Включение в конструкцию алюминия значительно снизило стоимость всей системы, а эффективность отопления не пострадала. Медь обладает самой высокой теплопроводностью среди остальных металлов.

В данной конструкции алюминиевые пластины спаяны. Медная труба находится внутри. Таким образом, конструкция получается цельная, что исключает риск протечки.
В контакте с водой находится только медь. Этот металл достаточно стойкий к ржавчине и ему не страшны какие-либо примеси.

Если система устанавливается в многоквартирном доме с центральным отоплением, где нет возможности контролировать качество теплоносителя, необходимо учесть диаметр медной трубы. В противном случае возможно возникновение аварии. Поэтому данную систему лучше использовать в частных домах с индивидуальным отоплением.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что каждый делает свой выбор исходя из личных потребностей и условий проживания. Несомненно, эти две системы обладают рядом преимуществ. Главное здесь, обратить внимание на особенности сравниваемых радиаторов. Если же учесть все нюансы, произвести правильные расчеты, то сделать правильный выбор не составит труда.

Медно-алюминиевые радиаторы стоят значительно дороже литых алюминиевых. Это по сути главный фактор, почему алюминиевые батареи по сей день являются лидерами продаж.

Основные производители

Regulus. Данный производитель считает главным не нарушать общего дизайна дома и изготавливает свои системы в гармоничном стиле. Модели, разработанные изготовителем, способны вписаться в любой интерьер, не нарушив общей композиции. Радиаторы выполнены в большом количестве оттенков. Отлично подходят для установки не только в комнате, столовой или гостиной, но и прекрасно будет смотреться в офисном помещении. Поможет подчеркнуть индивидуальность любого интерьера.

Радиаторы данного производства обладают небольшим объёмом наполнения и маленькой массой, что позволяет рационально ими управлять. Осенью и весной температура окружающей среды имеет большие перепады. Беспроигрышным достоинством здесь будет – возможность регулировать температурный фон внутри здания.

Расход энергии небольшой, но несмотря на это, нагрев батареи происходит быстро. С    первых минут запуска начинают греть на полную мощность. После того как температура достигла установленного показателя, происходит быстрое остывание, делая процесс отопления экономичным.

Изотерм. Фирма занимается изготовлением систем водяного отопления вот уже 29 лет. Продукт их производства отличается большим разнообразием в своем применении. Подходит для установки, как в многоквартирных домах, так и в частном секторе. Радиаторы данного производителя идеально впишутся в здания с панорамными окнами, сложной планировкой.
  Изотерм имеет в своем арсенале встраиваемые в пол радиаторы. Также есть модели, устанавливаемые на стену, пол.

JAGA. Производство – Бельгия. На рынке более 50 лет. Компания придает большое значение качеству своей продукции. Обращает пристальное внимание на технические показатели своей продукции. Не оставляет в стороне разработку интересного дизайна и оформления общего вида радиаторов. Производитель дает гарантию на свой продукт (30 лет).
  От других компаний отличается простотой в работе с клиентами, быстрая обработка заказов и доставка.

Так как медь и алюминий имеют высокий уровень теплопроводности, то радиаторы изготовленные из этих металлов позволяют достичь высокого уровня отопления. Низкий уровень установки таких систем отопления связан с большой ценой и ограничениями, не позволяющими использовать трубы из меди в конструкциях.

Алюминиево-ионный аккумулятор потенциально может изменить правила игры

Заявленные характеристики алюминиево-ионного аккумулятора

Алюминиево-ионный аккумулятор вызывает удивление. У такой химии есть несколько ключевых преимуществ. Он был разработан в сотрудничестве со Стэнфордским университетом и получил серебряную медаль на конкурсе Edison Awards 2017. Так в чем же вся эта шумиха?

Несмотря на эффект масштаба, батарея на основе алюминия будет дешевле, чем батарея на основе лития.В то время как литий составляет 0,0017% земной коры, алюминий составляет 8,1%. Относительный дефицит лития может в корне привести к появлению новых типов элементов, таких как ионно-алюминиевые батареи, которые могут лучше соответствовать требованиям потребителей.

Алюминиево-ионные аккумуляторы на ранних стадиях эксплуатации также имеют хорошие характеристики. В них используется ионный электролитный гель из соли алюминия, который не летуч, негорючий и в конечном итоге безопасен. Он может достичь 100% заряда всего за две минуты (скорость 125 C) и может превышать 10 000 циклов с кулоновской эффективностью 98%.Эффективность обусловлена ​​безопасной реакцией алюминия, которая не вызывает дендритной кристаллизации. Поскольку все растворители инертны, безопасность необходима.

Гравиметрическая плотность энергии, заявленная изобретателями алюминиево-ионных батарей, на несколько порядков выше, чем у доступных в настоящее время литий-ионных батарей. Алюминиевая батарея заявляет гравиметрическую плотность 40 кВтч / кг – и, как ожидается, до коммерческого запуска она достигнет 80 кВтч / кг. LG 18650 HG2 имеет плотность энергии 0.225 кВтч / кг для сравнения. Верна ли плотность энергии на коммерческой основе, пока не ясно. Однако, если это правда, это было бы чрезвычайно важно.

По-прежнему существует вероятность того, что заявленные рейтинги производительности завышены, или есть ошибочные отчеты, или научные данные, которых много в жанре прорывов в аккумуляторах. Могут возникнуть проблемы коммерческого производства или другие проблемы с коммерческой жизнеспособностью. Однако существует довольно много опубликованных свидетельств, подтверждающих достоверность утверждений изобретателей.Только время покажет, до тех пор, за ионно-алюминиевым аккумулятором стоит следить.

Посмотрите это видео об Алюминиево-ионной батарее

Стенограмма видео

URABat – сверхбыстрая перезаряжаемая алюминиевая батарея

ITRI и Стэнфордский университет работали вместе над разработкой URABat, алюминиевой батареи, которая может заряжаться и разряжаться со сверхбыстрой скоростью.

В 2015 году результаты НИОКР опубликованы в журнале Nature.ITRI ​​и Стэнфордский университет являются совместными владельцами патентов на Тайване и в США.

URABat имеет структуру из алюминия и графита. Благодаря свойствам расслоения графита ионы алюминия могут вставлять и выходить из графита с большой скоростью, позволяя батарее быстро заряжаться и разряжаться.

и URABat имеют много преимуществ:

• Быстрая зарядка: алюминиевые аккумуляторы можно полностью зарядить всего за одну минуту.
• Длительный срок службы: URABat может выдерживать до 10 000 циклов зарядки и разрядки без потери емкости.
• Безопасность: используются высокопрочные материалы и не загораются при повреждении.
• Недорогой: графит и алюминий – недорогие материалы. Таким образом, эти батареи могут быть произведены вдвое дешевле литиевых, несмотря на схожий производственный процесс.

В будущем алюминиевые батареи можно будет использовать в крупных хранилищах возобновляемой энергии. Они могут заменить неэкологичные свинцово-кислотные аккумуляторы для автомобилей и могут использоваться для питания легких электромобилей и бытовой электроники.

– интернет-магазины и отзывы на алюминиевый аккумулятор на AliExpress

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для алюминиевых батарей. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая алюминиевая батарея в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили алюминиевый аккумулятор на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в алюминиевой батарее и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress – отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово – просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны – и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести aluminium battery по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

– интернет-магазины и отзывы на алюминиевый аккумулятор на AliExpress

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для алюминиевых батарей.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая алюминиевая батарея в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили алюминиевый аккумулятор на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в алюминиевых батареях и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress – отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово – просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны – и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести aluminium battery по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Решение проблемы с алюминиевой воздушной батареей

Металлические воздушные батареи являются одними из самых легких и наиболее энергоемких электрохимических накопителей. Они используют анод из чистого металла и катод, который использует кислород из воздуха.Металлические воздушные батареи обычно являются первичными (неперезаряжаемыми) одноразовыми батареями. Во время разряда реакция окисления происходит на аноде, а реакция восстановления – на катоде, который содержит пористую мембрану, которая позволяет кислороду из воздуха становиться реагентом. Электролит (обычно водный) позволяет переносить ионы от катода к аноду во время разряда.

Алюминий интересен

Алюминиевые воздушные батареи особенно интересны по нескольким причинам.Плотность энергии (ватт-часов на килограмм) в пять-десять раз больше, чем у современных литий-ионных элементов. Металлический алюминий для анода чрезвычайно легкий, а поскольку катод – воздух, общий корпус может быть намного легче, чем у большинства других типов батарей. Алюминий также дешев, особенно по сравнению с растущими ценами на литий. Алюминиевые воздушные батареи использовались в качестве экспериментальных расширителей диапазона электромобилей, дополняя встроенные аккумуляторные батареи. Они также нашли ограниченное применение в вооруженных силах для самолетов и подводных аппаратов, где их высокая мощность и легкий вес имеют большое преимущество.

К сожалению, алюминиевые воздушные батареи также имеют некоторые ограничения. До сих пор такая конструкция была практичной только для неперезаряжаемых батарей. Во время электрохимической реакции алюминиевого анода с электролитом алюминий превращается в гидратированный оксид алюминия, который больше не может принимать участие в реакции. В настоящее время ведутся работы по разработке сменных алюминиевых анодных электродов, чтобы аккумулятор мог иметь более одного срока службы.

Потеря Mojo

Еще одна проблема с алюминиевыми воздушными батареями заключается в том, насколько быстро они теряют заряд. Батареи можно хранить в течение длительного времени в неиспользованном состоянии. Однако после включения они начинают очень быстро разлагаться.Если типичный коммерческий литий-ионный аккумулятор может потерять около 5 процентов своего заряда после месяца хранения, то алюминиевый воздушный аккумулятор потеряет около 80 процентов своего заряда за тот же период, поскольку электролит вступает в реакцию с алюминиевым анодом.

Несколько методов были опробованы для уменьшения реакции коррозии алюминиевого анода. Изменения в составе электролита, например, могут уменьшить деградацию материала, но также было обнаружено, что они резко снижают выходную мощность батареи.Другие пытались откачивать электролит из элемента, когда батарея не используется, и откачивать его обратно, когда требуется заряд батареи. Этот подход работает, но продукты коррозии алюминия часто могут засорить водопроводную систему, которая перекачивает электролит.

Исследователи Массачусетского технологического института разработали концепцию перекачки электролита с новой системой, которая создает масляный барьер между алюминиевым анодом и электролитом, когда батарея не используется. Он откачивает масло, когда аккумуляторная батарея вырабатывает электричество.В пресс-релизе Массачусетского технологического института сообщается, что потери энергии в новой системе составляют всего 0,02 процента в месяц.

Нефть и алюминий

Согласно сообщению MIT, «ключом к новой системе является тонкая мембрана, помещенная между электродами батареи. Когда аккумулятор используется, обе стороны мембраны заполнены жидким электролитом. Но вот

Новый катализатор для высокоэнергетических алюминиево-воздушных батарей

Недавнее исследование, проведенное совместно с UNIST, представило новую технологию аккумуляторов для электромобилей (EV), которая более энергоэффективна, чем бензиновые двигатели. Новая технология предполагает замену аккумуляторных блоков вместо их зарядки, минуя проблемы медленной зарядки существующих аккумуляторных технологий для электромобилей. Он также обеспечивает легкие источники энергии с высокой плотностью энергии с небольшим риском возгорания или взрыва. Этот прорыв был осуществлен профессором Джефилом Чо и его исследовательской группой в Школе энергетики и химической инженерии UNIST.Их результаты были опубликованы в журнале Nature Communications .

Исследователи разработали новый тип алюминиево-воздушной аккумуляторной батареи для электромобилей. Новая батарея превосходит существующие литий-ионные батареи с точки зрения более высокой плотности энергии, более низкой стоимости, более длительного срока службы и более высокой безопасности. Алюминиево-воздушные батареи являются первичными элементами, что означает, что их нельзя заряжать обычными средствами.В электромобилях они вырабатывают электричество, заменяя алюминиевую пластину и электролит. Учитывая фактическую плотность энергии бензина и алюминия одинакового веса, алюминий превосходит.

«Бензин имеет плотность энергии 1700 Вт · ч / кг, в то время как батарея с воздушно-алюминиевым потоком имеет гораздо более высокую плотность энергии – 2500 Вт · ч / кг со сменным электролитом и алюминием», – говорит профессор Чо. «Это означает, что из 1 кг алюминия мы можем построить аккумулятор, который позволяет электромобилю проехать до 700 км.«

Новая батарея работает так же, как металл-воздушные батареи, вырабатывая электричество в результате реакции кислорода воздуха с алюминием. Металло-воздушные батареи, особенно алюминиево-воздушные батареи, привлекли большое внимание как батареи следующего поколения из-за их более высокой плотности энергии, чем у LIB. Действительно, батареи, в которых используется алюминий, легкий металл, легче, дешевле и имеют большую емкость, чем традиционные LIB.

Несмотря на высокую плотность энергии, алюминиево-воздушные батареи не получили широкого распространения из-за проблем, связанных с высокой стоимостью анода и удалением побочных продуктов при использовании традиционных электролитов.Профессор Чо решил эту проблему, разработав алюминиево-воздушную батарею на основе потока для уменьшения побочных реакций в элементе, где электролиты могут непрерывно циркулировать.

В ходе исследования группа исследователей подготовила архитектуру нанопластин из манганата серебра, опосредованную наночастицами серебра, для реакции восстановления кислорода (ORR). Они обнаружили, что атом серебра может мигрировать в имеющуюся кристаллическую решетку и перестраивать структуру оксида марганца, создавая тем самым многочисленные поверхностные дислокации.Благодаря повышенной долговечности и плотности энергии, команда ожидает, что их система аккумуляторной батареи с алюминиевым потоком воздуха потенциально может вывести на дорогу больше электромобилей с большей дальностью полета и значительно меньшим весом с нулевым риском взрыва.

«Эта инновационная стратегия предотвратила осаждение твердого побочного продукта в ячейке и растворение драгоценного металла в воздушном электроде», – говорит Джэчан Рю, первый автор исследования. «Мы считаем, что наша система AAFB может стать рентабельной и безопасной системой преобразования энергии следующего поколения.«

Разрядная емкость алюминиевых воздушных батарей в 17 раз больше, чем у обычных алюминиевых воздушных батарей. Кроме того, производительность недавно разработанных катализаторов на основе оксида серебра и марганца была сопоставима с производительностью обычных платиновых катализаторов (Pt / C). Поскольку серебро в 50 раз дешевле платины, оно также конкурентоспособно по цене.

Ссылка : Новый катализатор для высокоэнергетических алюминиево-воздушных батарей (15 октября 2018 г.) получено 15 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2018-10-Catalyst-High-Energy-Aluminium-Air-Battery.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Phinergy демонстрирует алюминиево-воздушную батарею, способную заправлять электромобиль на 1000 миль

(Физ.org) —Phinergy, израильский разработчик энергетических систем металл-воздух, продемонстрировал новый тип алюминиево-воздушной батареи, способной обеспечить достаточно энергии для питания электромобиля (EV) на расстояние до 1000 миль за раз – с время от времени останавливаются, чтобы набрать больше воды. Компания утверждает, что они разработали новую технологию, предотвращающую попадание углекислого газа в систему, что в прошлом приводило к поломке материалов, используемых в таких батареях.

Металл-воздушные батареи получают энергию за счет взаимодействия кислорода и металлов.В этой новой аккумуляторной системе алюминий служит анодом, а кислород воздуха – катодом. Система состоит из алюминиевых пластин, которые отдают свою энергию и в конечном итоге должны быть заменены (путем вторичной переработки, заявляет компания). В качестве электролита используется вода, поэтому ее также необходимо регулярно пополнять. Компания утверждает, что каждая пластина содержит достаточно энергии, чтобы нести электромобиль на расстояние примерно 20 миль, и что их система в настоящее время вмещает 50 пластин одновременно, что вместе составляет емкость заряда 1000 миль (системе требуется заполнение водой. каждые 200 миль).Как только пластины израсходованы, их необходимо заменить.

Идея использования металло-воздушных батарей не нова, исследователи изучали возможности в течение нескольких лет, а некоторые даже предположили, что алюминиево-воздушные батареи – это волна будущего. Их сдерживает проблема двуокиси углерода в воздухе, вызывающая коррозионные повреждения – вот что нового в этой системе. Phinergy утверждает, что они нашли способ предотвратить попадание газа в систему и, таким образом, создали батарею, которая может работать столько же, сколько автомобиль, которым она питается.

Весь подход нов в том отношении, что металл используется почти как источник топлива, а не как компонент батареи. Когда он заканчивается, требуется больше свежего металла, а поскольку он металл, он довольно тяжелый – одна упаковка из 50 пластин весит примерно 55 фунтов. По этой причине Phinergy продвигает алюминиево-воздушную батарею как средство увеличения продолжительности поездки, а не как средство питания пригородных поездок. Его можно использовать либо в транспортных средствах, которые обычно совершают длительные поездки, либо в качестве дополнительной функции для традиционных электромобилей (которые обычно имеют запас хода в лучшем случае 100 миль).Они добавляют, что, по их мнению, автомобили, в которых используются их алюминиево-воздушные батареи, будут коммерчески продаваться уже в 2017 году.

© 2013 Phys.org

Ссылка : Phinergy демонстрирует алюминиево-воздушную батарею, способную заправлять электромобиль на 1000 миль (2013, 27 марта) получено 15 января 2021 г.