Меню

Химическая лаборатория в коробке

Получить энергию – важно, но ещё важнее – сохранить!

Дата публикации: 4 июня 2014

  • Хоть и дёшево, но не сердито
  • Аккумуляторная революция?
  • Страховка в квадрате
  • Химическая лаборатория в коробке

Почему альтернативные источники занимают пока столь скромное место в народном хозяйстве мировых стран? Даже тех стран, у которых нет традиционных полезных ископаемых, пригодных для выработки энергии?

Главнейшая причина, вернее, несколько – несовершенство батарей, сохраняющих энергию. Долго заряжаются, имеют предел зарядки, теряют значительную часть при длительном хранении – вот главные недостатки аккумуляторов. Да плюс ко всему – дорогие. Здесь камень преткновения великой и спасительной поступи природных возобновляемых источников энергии!

В данной серии заметок пойдёт речь об усилиях учёных-изобретателей по поиску оптимальных вариантов аккумуляторов для альтернативных источников энергии. Ведь все виды природных источников отличаются крайним непостоянством, эпизодичностью, а электроэнергия не терпит скачков. Поэтому несовершенство аккумуляторов, помноженное на непостоянство ветра, солнца и воды, откуда мы получаем энергию, сдерживают массовую поступь по планете возобновляемых природных источников энергии.

Итак, аккумуляторы. Где взять такие приборы, которые могут быстро заряжаться и не знать предела зарядки, долго сохранять энергию без потерь, затем отдавать её по мере потребления столько, сколько потребуется времени и напряжения, чтобы не прерывать процесс производства или освещения объектов?

Как вы сейчас убедитесь, поиски идут, но от восторга в воздух чепчики бросать пока рановато.

Хоть и дёшево, но не сердито

Натриево-ионный аккумуляторГруппа китайских изобретателей вместе с американскими коллегами пришли к новой технологии изготовления аккумуляторов, предназначенных для альтернативных источников энергии. Они создали гибрид литиевых и натриево-серных агрегатов и назвали его натриево-ионным. Он предназначен обеспечивать потребителей электричеством в часы полного затишья ветра и при пасмурной погоде, когда перестают действовать солнечные батареи.

Главное его достоинство – дешевизна! И достигнуто это за счёт использования в его работе обыкновенной поваренной соли. Но учёных в ходе исследований подстерегала другая проблема в связи с созданием электродов. Немало помучившись, они создали специально для этого агрегата оксидно-марганцевые провода, по которым передвигаются ионы натрия.

Получился натриево-ионный долговечный прибор. При испытании его 100 раз заряжали и разряжали и при этом он утратил лишь 10% своей ёмкости. Кстати, объём мощности его довольно внушительный.

Всё бы хорошо, да вот незадача: чем интенсивнее ветер и чем больше за короткое время поступает на аккумулятор энергии, тем меньше он накапливает её впрок. Не успевает осваивать поступающую энергию. Проявляет некую «заторможенность». Учёные работают сейчас над устранением этой проблемы и уверены, что они на верном пути к совершенству искомого агрегата.

Аккумуляторная революция?

Поиск изобретателей продолжается. Проблема нешуточная: как накопить во время интенсивной работы ветрогенераторов и солнечных батарей столько энергии, чтобы её хватило на несколько часов полного безветрия и даже солнечного затмения. Эту роль должны выполнить аккумуляторы, которых до наших времён на свете не существовало. Задача с несколькими неизвестными.

Но просвет в поисках всё же наблюдается. Часто мы встречаем отрадную весть из разных уголков земного шара о некоторых находках по заданной тематике.

Профессор института технологии из Массачусетса Садвей обнародовал крупномасштабную систему сохранения энергии с помощью аккумулятора на жидком металле. В нём вместо электродов применяется расплав сурьмы и магния, а вместо электролита — сульфид натрия с растворенным магниевым сплавом.

Учёные-изобретатели под руководством Садвея задались целью создать такой аккумулятор, который бы побил все рекорды прежних своих собратьев по низкой цене, был предельно безопасен в эксплуатации, безотказен и неприхотлив в работе. Ставка сделана на изобретение такого агрегата, который бы мог эффективно действовать при довольно высоких температурных режимах. Ведь не секрет, что любому агрегату, требующему постоянное охлаждение, малейшие форс-мажорные обстоятельства могут грозить выходом из строя. Аккумулятору Садвея это не грозит.

В изделии вместо электродов применен трёхслойный расплавленный металл, разделенный жидким электролитом. Все слои разделены из-за разной плотности состава. Изобретатели уверены, что подобный аккумулятор имеет огромные преимущества перед своими традиционными предшественниками: долговечен, совершенно безразличен к большому числу зарядов-разрядов и может принимать на хранение и отдавать электроток во много раз больший, чем существующие агрегаты. По твёрдому убеждению авторов проекта, такая аккумуляторная батарея полностью удовлетворит потребность любого частного дома в электричестве.

Детище американских изобретателей обещает природным источникам энергии выйти на первый план в борьбе за место на планете среди традиционных углеводородистых ископаемых. С таким аккумулятором не страшны и любые природные куражи: непостоянство ветра, ненадёжность солнечного света. Он быстро накопит энергию, бесконечно долго и без потерь будет сохранять, будет выдавать её долгие часы во время безветрия и пасмурной погоды.

Обнадёживающая перспектива. Хоть и не аккумуляторная революция, но, можно сказать, накануне её. Испытания подходят к своему завершению.

Страховка в квадрате

Недостатки альтернативных источников энергии хоть известны давно, но не так-то просто от них избавиться. Основные из них: дороговизна, низкий КПД, полная зависимость от матушки-природы. Подует ветерок и выглянет солнышко – хорошо, всё заработало. Но надолго ли. То есть, природа всё время держит в своих своевольных руках судьбу потребителей. Как надёжно застраховаться от своеволия природы?

Первая страховка от зависимости – подключение к мощной установке ветрогенератора и солнечных батарей так называемого инвертора, который регулирует работу аккумулятора. Этот агрегат держит под контролем напряжение в сети. При снижении он подключает аккумулятор, который начинает дополнять недостаток напряжения. Как только ветер усилился и солнце стало ярче, инвертор переводит аккумулятор в режим накопления энергии.

Этот способ довольно затратный: надо иметь мощные установки ветрогенератора и солнечных батарей, которые способны обеспечивать дом энергией и одновременно заряжать аккумулятор. Зато он гарантирует эффективность применяемых альтернативных источников энергии.

Второй способ застраховать себя от капризов природы – установить для дома гибридную электростанцию, работающую от ветра, солнца, с подключением к ним в качестве запасного варианта генератора, работающего на двигателе внутреннего сгорания. Страховка тогда обеспечивается полная. Включается двигатель при полном безветрии и отсутствии солнечных лучей, а также при полной разрядке аккумулятора. То есть, генератор на двигателе внутреннего сгорания выполняет роль аварийного, запасного игрока в системе электроснабжения дома. Основные работяги – солнце и ветер.

Второй вариант страховки позволяет иметь менее мощные источники возобновляемой энергии, значит, более дешёвые. Но в любых случаях необходим надёжный, энергоёмкий, экономный аккумулятор, способный быстро заряжаться, не иметь предела зарядки, не терять энергию в процессе хранения и быть ко всему прочему недорогим. Задача с несколькими неизвестными, над решением которой учёные бьются уже несколько десятилетий.

Химическая лаборатория в коробке

Аккумулятор на хинонахА вот учёные Гарвардского университета создали принципиально новейший аккумулятор, основанный на использовании химической реакции органических соединений, заменивших металлические пластины. Такой технологический подход открывает возможности в ближайшее время создать дешёвый и эффективный аккумулятор. Изобретатели называют главную причину дешевизны – использование органических соединений, похожих на растительные. То есть, их можно получать из растений типа ревеня, или из сырцовой нефти.

Читайте также:  Замена аккумулятора на телефоне Samsung в Воронеже

Аккумулятор нового типа содержит два резервуара с растворами химических соединений. Причём, на водной основе, что полностью исключает пожароопасность агрегата. Оказывается, эти химические компоненты с успехом справляются с теми задачами, которые в старых типах батарей выполняли металлические платиновые катализаторы. Они-то в основном и увеличивали стоимость изделий.

Достоинства данной «химической лаборатории» довольно ощутимы. Они способны хранить большой объём электроэнергии и стоимость хранения одного киловатт/часа снижается с 700 до 27 долларов. Использование химических компонентов, так называемых хинонов, действительно открывает столбовую дорогу для массового изготовления аккумуляторов, о которых давно мечтает весь инженерный мир.

Один из разработчиков Майкл Азиз уверен, что используя такие аккумуляторы в ветровой и солнечной энергетике, можно намного снизить энергозависимость человека от капризов природы. Такие химические лаборатории в коробке позволят получать бесперебойное снабжение энергией даже в условиях длительного безветрия и в ночное время. Кажется, победная финишная ленточка близка.

Видео про зарядные устройства для Солнечной Батареи, и аккумуляторы:

  • Аккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабженияАккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабжения
  • Еще раз о подводных хранилищах энергииЕще раз о подводных хранилищах энергии
  • Есть ли будущее у электромобилей?Есть ли будущее у электромобилей?
  • Почему до сих пор нет аккумуляторов нового поколения?Почему до сих пор нет аккумуляторов нового поколения?

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Аккумулятор альтернативный источник тока

Аккумуляторные батареи (АКБ) – это специальное оборудование, которое может многократно накапливать, хранить и расходовать энергию. Сфера применения АКБ широка, в том числе она применяется и в складском оборудовании – вилочных погрузчиках, электротележках и пр.

Ознакомиться с каталогом импульсных источников питания можно по ссылке – https://www.tetr.ru/c.php?id=100899. Принцип работы ИИП схож с принципом работы инвертора.

Существует 2 вида:

  1. Кислотные АКБ. В батарее используется раствор серной кислоты. Кислотные бывают облуживаемые и необслуживаемые. В обслуживаемых необходимо контролировать расход испарения раствора серной кислоты, в свою очередь, необслуживаемые герметичны.
  2. Щелочные АКБ – в данном виде батареи так же применяется специальный раствор, а ток вырабатывается в процессе электролиза. В химическом составе электролита есть гидрат окиси калия и гидрат окиси лития.

Купить любые виды аккумуляторов, в том числе щелочные, например в Москве, можно сделать в интернет-магазинах.

Остановимся более подробно на щелочных аккумуляторах. Принцип работы основан на химических процессах – В процессе зарядки образуется гидроокись никеля, и восстанавливает минусовой электрод. При работе аккумулятора гидроокись никеля взаимодействует и щелочным раствором и образуется гидрат закиси никеля. С зарядкой таких аккумуляторов нужно быть аккуратным: ждать полной зарядки и разрядки, в противном случае электроды могут быть разрушены. Периодически, через 100-150 циклов необходимо менять раствор. Менять электролит нужно аккуратно: полностью сливать старый раствор, промывать аккумулятор дистиллированной водой и только потом заливать новый электролит.

Применение аккумуляторов в складском оборудовании

АКБ широко распространены среди складского оборудования – различного вида подъемников, электрокаров и погрузчиков. Качество АКБ определяется тремя показателями:

  1. Сроком службы.
  2. Надежностью.
  3. Емкостью.

Альтернативные виды энергии:

Над созданием эффективных и дешёвых накопителей энергии сегодня бьются ученые во всём мире. Пока процесс идёт не очень быстро, но надежда все-таки есть. Недавно российские ученые опубликовали статью о том, как повысить эффективность метало-ионных аккумуляторов и снизить их стоимость.

Еще лет десять назад литиевые батарейки считались частью передовой технологии. Сегодня же они применяются практически везде – от мобильных телефонов до электрических автомобилей. Наверняка каждый может с ходу назвать основные недостатки данных аккумуляторов: низкая емкость и продолжительное время заряда. Однако, ученые уверяют что характеристики батареек можно заметно улучшить, например, заменив литий на калий.

По словам специалистов, калий имеет достоинство потому что с ним можно сделать батарейку, у которой вольтаж будет выше. Это означает что в батарейке можно запасти большее количество энергии. И во-вторых можно использовать в качестве анода графит, а графит это известный анодный материал для литий-ионных аккумуляторов.

Это означает что при тех же размерах батарейки что используется сегодня ее емкость будет в несколько раз выше. Еще одно преимущество нового материала – это скорость заряда. Калиевый аккумулятор способен заряжаться всего за несколько минут – данное качество подтвердили многочисленные эксперименты.

Сегодня в лабораториях тестируется самые разные материалы для будущих батарей в том числе и органические для калий-ионных систем.

По сути прототипы батареек разряжают и заряжают 1000 раз, после чего они должны сохранить свои характеристики. Сейчас учёные подбирают оптимальное сочетание материалов и говорят, что лет через 10-15 калиевые технологии станут доступны всем.

А вот исследователи из института стали и сплавов пошли другим путем. Там в качестве источника энергии предложили использовать радиоактивный изотоп.

Автономный источник состоит из двух частей это кремниевый преобразователь и источник излучения Никель-63. Принцип действия устройства немного напоминает работу солнечных батарей. Здесь также есть кремний – элемент который преобразует энергию излучения. А вот вместо солнца пластины на которые нанесён радиоактивный Никель. Именно он выделяет электроны. В собранном виде ядерная батарейка визуально почти ничем не отличается от литиевых аккумуляторов, однако способна выдавать энергию в течение 100 лет.

Но самое главное по словам ученых – Никель-63 можно использовать даже для бытовых целей. Как уверяют специалисты тот материал, который там используется относительно безопасен поскольку электроны глубоко не проникают в тело.

Конечно одним заверениями учёных страх обычных людей перед радиоактивной батарейкой вряд ли удастся быстро побороть. К тому же стоимость сырья для производства вечного источника питания пока невероятно высока и измеряется в десятках тысяч рублей за грамм. Так что первыми кто испытает уникальные элементы питания по традиции наверняка станут военные инженеры и специалисты из сферы космонавтики.

Источник



Какие бывают аккумуляторы в мобильной, компьютерной и бытовой технике

Аккумуляторы окружают нас повсеместно. Их можно встретить как в привычных каждому пользователю мобильных гаджетах, так и в сложных системах резервного электропитания. В каждой из областей используется свой тип аккумуляторной батареи, в которой ее характеристики «раскрываются» наилучшим образом. В данном материале поговорим о типах аккумуляторных элементов, областях применения и основных правилах эксплуатации.

Аккумуляторы. Общие принципы

По историческим меркам аккумулятор — довольно «молодое» изобретение, которому немногим более 160 лет. Основной принцип работы любого аккумуляторного элемента — протекание в нем обратимой электрохимической реакции, т. е. при приложении к контактам элемента постоянного напряжения, на его пластинах (электродах) накапливается электрическая энергия, при приложении нагрузки — происходит ее расходование. Причем протекает такая реакция на протяжении большого количества циклов заряда/разряда. Как правило, возможное количество перезарядок зависит от типа аккумуляторного элемента, но в среднем, современный аккумулятор способен обеспечить 300–1000 полных циклов.

Работоспособным считается аккумулятор, остаточная емкость которого составляет 70–80 % от начальной. Элементы с меньшими показателями остаточной емкости считаются непригодными для дальнейшей эксплуатации, поскольку не могут обеспечить расчетную автономность.

Какого бы типа не был аккумулятор, костяк конструкции и основной принцип действия у них остается неизменным. В каждом аккумуляторе есть два электрода (положительный и отрицательный, иначе именуемые анод и катод), погруженные в специальную среду — электролит, являющуюся прекрасным «поставщиком» ионов вследствие электролитической диссоциации.

Ион — атом или молекула, несущая на себе электрический заряд. Если ион положительно заряжен — его называют катион, если отрицательно — анион.

В зависимости от используемого материала электродов и применяемого типа электролита существуют различные вариации аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности. Ниже поговорим о наиболее распространенных типах аккумуляторов, сферах их применения и особенностях эксплуатации.

Читайте также:  Доставка аккумуляторы для Sony Ericsson

Свинцовые аккумуляторы

Несмотря на преклонный возраст технологии, свинцовые аккумуляторы до сих пор успешно применяются в системах резервного питания, автомобильном транспорте, системах аккумулирования возобновляемых источников энергии (солнечная и ветряная энергетика, гидроэнергетика и т. д.).

Как видно из названия, в качестве основного материала, из которого изготавливают электроды, выступает свинец. Точнее, для производства положительных электродов — просто свинец, а для изготовления отрицательных электродов — оксид свинца. В качестве электролита, как правило, выступает раствор серной кислоты.

Существует большое количество конструкций свинцового аккумулятора, направленных на улучшение его эксплуатационных характеристик. Поскольку свинец сам по себе достаточно мягкий металл с невысокой физической прочностью, в чистом виде он слабо противостоит вибрационным нагрузкам, поэтому для использования аккумуляторов, например, в транспорте, в сплав свинца добавляют кальций, делающий структуру металла более прочной.

Для использования свинцового аккумулятора в источниках бесперебойного питания, дабы не допустить контакт пользователя с кислотой, исключить необходимость обслуживания, а также не создавать условия для взрыва водорода, выделяемого из АКБ, при ее заряде, используют свинцовые аккумуляторы определенного типа. Такими аккумуляторами являются источники питания типа AGM (Absorbent Glass Mat), в которых абсорбированным электролитом (не жидким) пропитан специальный пористый мат из стекловолокна.

Довольно часто свинцовые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM, ошибочно называют гелевыми. На самом деле это не так. Гелевые аккумуляторы — отдельная ветвь развития свинцовых источников питания.

Аккумуляторы, электролитом в которых выступает раствор серной кислоты в желеобразном состоянии, называются гелевыми. Они рассчитаны на медленную отдачу энергии, поэтому основная область их применения — использование в инертных системах накопления и расходования электроэнергии (солнечная энергетика, питание моторов кресел для инвалидов, гольф-каров и т. д.).

К неоспоримым преимуществам свинцовых аккумуляторов относятся их невысокая стоимость и возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды (от — 40 до + 40 ° С).

Один свинцовый аккумуляторный элемент выдает напряжение порядка 2 В и способен выдать удельной энергии из расчета 30–60 Вт*ч с 1 кг массы, что в сравнении с другими типами — достаточно мало. Такие аккумуляторы имеют высокие значения саморазряда, а их глубокий разряд приводит к разрушению и осыпанию пластин электродов и безвозвратной порче аккумулятора.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Следующим типом аккумуляторных элементов, активно использующихся во многих сферах, являются никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd). Их можно встретить в детских игрушках, пультах управления, фонариках, ручном аккумуляторном электроинструменте и т. д.

Конструкция элемента не претерпела изменений, только в качестве материала для изготовления электродов используются никель и кадмий, а точнее гидраты закиси этих металлов. В качестве электролита применяют гидроксид калия. Один элемент на основе этих металлов может выдать напряжение 1,2–1,35 В, а значение удельной энергии находится в диапазоне 40–80 Вт*ч/кг.

Никель-кадмиевые аккумуляторы — одни из самых морозоустойчивых. Они работают без существенной потери своей емкости при температурах, близких к –50 ° С, к тому же, абсолютно не боятся глубокого разряда, и после цикла зарядки полностью восстанавливают свои эксплуатационные характеристики.

Хранить NiCd аккумуляторы рекомендуется полностью разряженными.

К отрицательным моментам относят их малую удельную емкость, высокий саморазряд, длительное время зарядки (восполнять энергию нужно малыми зарядными токами) и ярко выраженный «эффект памяти».

Чтобы не испортить аккумулятор, его необходимо заряжать только после полного разряда! Пренебрежение этим правилом повлечет быструю потерю емкости и выход элемента из строя.

Заряжают NiCd-элементы малыми зарядными токами, значения которых составляет порядка 10 % от емкости аккумулятора.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Логическим продолжением никель-кадмиевых аккумуляторов стали никель-металлогидридные (NiMH) элементы питания. В них учтены и практически устранены недостатки предшественников. Аккумуляторы при тех же массогабаритных показателях имеют большую в 2–3 раза емкость, обладают высокой надежностью, с легкостью переносят глубокий разряд и перезаряд, менее подвержены эффекту памяти.

Немаловажную роль в популяризации и широком распространении NiMH элементов сыграл тот факт, что они не содержат в своем составе кадмия, очень вредного для окружающей среды металла. Следовательно, с повестки дня снимаются вопросы правильного хранения и утилизации таких элементов.

Для производства анода используют гидрид никеля с лантаном или литием — так называемый металлогидридный электрод. В качестве катода — оксид никеля. Электролитом выступает соединение гидроксида калия.

Заряжают никель-металлогидридные аккумуляторы большими (в сравнении с NiCd-элементами) токами, величины которых составляют порядка 20–25 % от емкости аккумулятора, но очень важно контролировать температуру элемента во время заряда. Если она превышает 45 °С, нужно немедленно прервать процесс зарядки, в противном случае существует риск порчи элемента.

Зарядку для NiMH-аккумуляторов можно использовать в паре с NiCd-элементами. Обратная совместимость недопустима! Алгоритмы зарядки никель-кадмия более примитивны, они могут причинить вред NiMH-элементу.

Никель-металлогидридные аккумуляторы хранят полностью заряженными. Поскольку этому типу элементов присущ высокий саморазряд, для сохранения работоспособности элемента его нужно периодически подвергать полному циклу разряда/заряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы используют в тех же сферах, что и никель-кадмиевые, однако, благодаря повышенной емкости, их охотно применяют в фототехнике, использующей для питания элементы типа АА и ААА.

NiMH элементы — самые морозоустойчивые. Они без проблем переносят эксплуатацию при экстремально низких температурах, достигающих -60 °С. По этой причине их довольно успешно применяют в электроинструменте, используемом при выполнении работ на открытом воздухе в зимнее время.

Один элемент генерирует 1,2–1,25 в ЭДС, а его удельная энергия составляет 60–75 Вт*ч/кг. Теоретический расчетный «потолок» этого параметра находится на уровне 300 Вт*ч/кг, но видимо технологии производства NiMH-элементов, еще не до конца совершенны.

Литий-ионные аккумуляторы

Современные мобильные устройства уже сложно представить без литий-ионных аккумуляторов. Именно их разработка дала мощный толчок к развитию легких и миниатюрных решений источников питания, и, как следствие, миниатюризации всего сегмента мобильных гаджетов.

Читайте также:  Интерактивный ИБП DNS Pure Power 2000VA

Сильными сторонами Li-ion являются высокая плотность аккумулируемой энергии, ее удельное значение, в большинстве случаев, составляет солидные 280 Вт*ч/кг, недостижимые при использовании аккумуляторов другого типа. Именно по этой причине Li-ion аккумуляторы используются не только для питания персональных гаджетов, но и для приведения в движение различных самокатов, велосипедов с электродвигателем и даже автомобилей.

Справедливости ради следует сказать, что «литий-ионный аккумулятор» — это обобщенное название целой группы электрохимических элементов, переносчиком заряда в которых выступают ионы лития. Разница заключается в составе материала катода и типе электролита.

Наибольшее распространение в бытовом сегменте получили литий-полимерные аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется специальный твердый полимер, а катодный и анодный материал нанесены на тонкие слои алюминиевой и медной фольги соответственно. Такое конструктивное решение позволяет производить аккумуляторы любой формы и размера, изящно «вписывая» их в разрабатываемые устройства.

Существенный недостаток твердого полимера — его плохая проводимость при нормальной температуре окружающей среды (+ 25 °С). Наилучшие показатели достигаются при увеличении температуры до + 60 °С, а это уже опасно с точки зрения обычного использования. Поэтому производители идут на небольшие ухищрения, добавляя к полимеру электролит в жидком или желеобразном состоянии.

Существенное отличие конструкции литий-ионных аккумуляторов от традиционной конструкции заключается в обязательном наличии разделительного сепаратора, исключающего свободное перемещение ионов лития, в моменты, когда аккумулятор не используется.

Другой элемент, который должен обязательно присутствовать в схеме аккумулятора — BMS-контроллер (Battery Management System), отвечающий за корректную и сбалансированную зарядку ячеек аккумулятора.

Li-ion аккумуляторы при высокой удельной емкости обладают малым весом. Для их зарядки нужно не так уж много времени. У них практически отсутствует эффект памяти и саморазряд. К аккумуляторам литий-ионного типа не предъявляется особых требований к соблюдению циклов заряда/разряда. Заряжать их можно в любое удобное время, не привязываясь к величине остаточного заряда элемента. Хранить Li-ion батареи рекомендуется наполовину заряженными.

Самым существенным недостатком литий-ионного элемента является его категорическое «нежелание» полноценно работать при отрицательных температурах. Эксплуатация литиевого элемента на морозе очень быстро приблизит его выход из строя.

Источник

Виды аккумуляторных батарей и альтернативных источников энергии

Аккумуляторные батареи (АКБ) – это специальное оборудование, которое может многократно накапливать, хранить и расходовать энергию. Сфера применения АКБ широка, в том числе она применяется и в складском оборудовании – вилочных погрузчиках, электротележках и пр.

Ознакомиться с каталогом импульсных источников питания можно по ссылке – https://www.tetr.ru/c.php?id=100899. Принцип работы ИИП схож с принципом работы инвертора.

Существует 2 вида:

  1. Кислотные АКБ. В батарее используется раствор серной кислоты. Кислотные бывают облуживаемые и необслуживаемые. В обслуживаемых необходимо контролировать расход испарения раствора серной кислоты, в свою очередь, необслуживаемые герметичны.
  2. Щелочные АКБ – в данном виде батареи так же применяется специальный раствор, а ток вырабатывается в процессе электролиза. В химическом составе электролита есть гидрат окиси калия и гидрат окиси лития.

Купить любые виды аккумуляторов, в том числе щелочные, например в Москве, можно сделать в интернет-магазинах.

Остановимся более подробно на щелочных аккумуляторах. Принцип работы основан на химических процессах – В процессе зарядки образуется гидроокись никеля, и восстанавливает минусовой электрод. При работе аккумулятора гидроокись никеля взаимодействует и щелочным раствором и образуется гидрат закиси никеля. С зарядкой таких аккумуляторов нужно быть аккуратным: ждать полной зарядки и разрядки, в противном случае электроды могут быть разрушены. Периодически, через 100-150 циклов необходимо менять раствор. Менять электролит нужно аккуратно: полностью сливать старый раствор, промывать аккумулятор дистиллированной водой и только потом заливать новый электролит.

Применение аккумуляторов в складском оборудовании

АКБ широко распространены среди складского оборудования – различного вида подъемников, электрокаров и погрузчиков. Качество АКБ определяется тремя показателями:

  1. Сроком службы.
  2. Надежностью.
  3. Емкостью.

Альтернативные виды энергии:

Над созданием эффективных и дешёвых накопителей энергии сегодня бьются ученые во всём мире. Пока процесс идёт не очень быстро, но надежда все-таки есть. Недавно российские ученые опубликовали статью о том, как повысить эффективность метало-ионных аккумуляторов и снизить их стоимость.

Еще лет десять назад литиевые батарейки считались частью передовой технологии. Сегодня же они применяются практически везде – от мобильных телефонов до электрических автомобилей. Наверняка каждый может с ходу назвать основные недостатки данных аккумуляторов: низкая емкость и продолжительное время заряда. Однако, ученые уверяют что характеристики батареек можно заметно улучшить, например, заменив литий на калий.

По словам специалистов, калий имеет достоинство потому что с ним можно сделать батарейку, у которой вольтаж будет выше. Это означает что в батарейке можно запасти большее количество энергии. И во-вторых можно использовать в качестве анода графит, а графит это известный анодный материал для литий-ионных аккумуляторов.

Это означает что при тех же размерах батарейки что используется сегодня ее емкость будет в несколько раз выше. Еще одно преимущество нового материала – это скорость заряда. Калиевый аккумулятор способен заряжаться всего за несколько минут – данное качество подтвердили многочисленные эксперименты.

Сегодня в лабораториях тестируется самые разные материалы для будущих батарей в том числе и органические для калий-ионных систем.

По сути прототипы батареек разряжают и заряжают 1000 раз, после чего они должны сохранить свои характеристики. Сейчас учёные подбирают оптимальное сочетание материалов и говорят, что лет через 10-15 калиевые технологии станут доступны всем.

А вот исследователи из института стали и сплавов пошли другим путем. Там в качестве источника энергии предложили использовать радиоактивный изотоп.

Автономный источник состоит из двух частей это кремниевый преобразователь и источник излучения Никель-63. Принцип действия устройства немного напоминает работу солнечных батарей. Здесь также есть кремний – элемент который преобразует энергию излучения. А вот вместо солнца пластины на которые нанесён радиоактивный Никель. Именно он выделяет электроны. В собранном виде ядерная батарейка визуально почти ничем не отличается от литиевых аккумуляторов, однако способна выдавать энергию в течение 100 лет.

Но самое главное по словам ученых – Никель-63 можно использовать даже для бытовых целей. Как уверяют специалисты тот материал, который там используется относительно безопасен поскольку электроны глубоко не проникают в тело.

Конечно одним заверениями учёных страх обычных людей перед радиоактивной батарейкой вряд ли удастся быстро побороть. К тому же стоимость сырья для производства вечного источника питания пока невероятно высока и измеряется в десятках тысяч рублей за грамм. Так что первыми кто испытает уникальные элементы питания по традиции наверняка станут военные инженеры и специалисты из сферы космонавтики.

Источник