Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,488,119
7,547
|
Шляхтич Зoсуля ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 16:25:51 |
Тред №619700
новая дискуссия Дискуссия 200
Испытаны образцы перезаряжаемых аккумуляторов с плотностью хранения энергии в два раза больше бензина.
Исследователи из университета Джорджа Вашингтона разработали аккумуляторные батареи с расплавленным ванадий борным электролитом с энергоемкостью 27 киловатт часов на литр установки.
Оригинал статьи на англицком
http://phys.org/news…ghest.html
Исследователи из университета Джорджа Вашингтона разработали аккумуляторные батареи с расплавленным ванадий борным электролитом с энергоемкостью 27 киловатт часов на литр установки.
Оригинал статьи на англицком
http://phys.org/news…ghest.html
ОТВЕТЫ (10)
|
MikeS ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 17:10:28 |
У меня может чего с глазами?... С каких это пор "Wh" стало кВт*ч?
|
Schreibikus ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 17:44:28 |
Все бы ничего, только вот
Different versions of the battery use different electrolytes, but they are all molten, i.e., melted to a liquid by a high temperature, in this case around 700-800 °C.
Т.е. эти как бы "батареи" работают при весьма высоких температурах.
Очень технологично, без сомнения.
Плюс к тому, авторы мухлюют с цифрами:
Авторы работы, опубликованной в ChemComm, подчёркивают — когда они говорят о превосходстве новой системы хранения энергии над бензином, подразумеваются практически достижимые значения удельной ёмкости, с учётом всех потерь. То есть включая реальный КПД мотора для бензинового авто, а для электрохимического бортового генератора — потери напряжения в элементе, необходимость в электродах, электролите, корпусе и прочих узлах и деталях самой системы, занимающих немалый объём и имеющих существенный вес, и так далее...
Итак, новый тип электрохимической ячейки может превзойти по «калорийности» и бензин (причём — почти вдвое), и жидкий водород (в два с лишком раза), и воздушно-цинковые элементы (почти втрое), и литиево-ионные батареи (в десять раз), и уж тем более — свинцово-кислотные аккумуляторы (примерно в 60-70 раз).
Называется новинка vanadium boride air cell, что можно перевести как воздушно-ванадиево-боридный элемент. По принципу действия и устройству, а также по составу электролита и катода он сходен с давно известным воздушно-цинковым элементом (zinc-air fuel cells), в котором электричество производится при окислении цинка. Последний находится в самом элементе, и по израсходовании этого топлива его нужно менять — путём смены каких-либо картриджей или цинковой пасты.
Точно так же дело обстоит и в ванадиево-боридном генераторе. Только топливом служит не цинк, а борид ванадия. Причём окисляются оба элемента, так что при работе новой ячейки образуются оксид ванадия и оксид бора.
Каковы же его возможности? Теоретическая плотность энергии самого VB2 составляет 27 киловатт-часов на литр. А вот практическую плотность энергии, с учётом присутствия всех реальных элементов такой ячейки, авторы исследования оценили как 5 киловатт-часов на литр. Сравните это с бензином: 9,6 киловатт-часа на литр для самого топлива в теории и 2,7 киловатт-часов на литр — на практике, с учётом реального КПД ДВС.
Краткое изложение статьи
Абстракт оригинала в Chemical Communications. К сожалению, оригинал доступен только по подписке.
Все это, мягко говоря, пока очень далекая перспектива. Не факт, что технологически реализуемая.
|
|
Шляхтич Зoсуля ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 18:11:14 |
1. Это и подобные исследования имеют цель создание компактных аккумулирующих установок для промышленного хранения ээ измеряемой в гигаватт часах. Для домашнего использования конечно мало реально, как и домашнее использование атомных реакторов.
Для полноценного торжества альтернативки необходима система крупного хранения ээ, аккумулирующая пиковую выработку генерации миллионов частных пользователей и такие даже высокотемпературные аккумуляторы для нее вполне подходят.
2. Сейчас конечно это не готовый продукт. Но так как технология крайне необходима рынку, никакого сомнения что совсем в недалеком будущем такие или подобные системы появятся тссазть " в железе". Ресурсы на эти разработки выделяются громадные. Очень жаль что не в России. В недалеком будущем производство систем промышленного хранения ээ будет гораздо более востребовано чем продажа углеводородов.
Есть например проект судна перевозчика ээ( как бы не смешно это звучало). Для перевозки и продажи ээ между континентами.
3 Отличие от ванадиево -боридного генератора в перезаряжаемости. Если в первом случае аналогом является батарейка, по исчерпании ресурса которой ее приходится утилизировать с конечной себестоимостью запасенного киловатт часа большей чем вырабатываемый в современных условиях киловатт час, то в новой системе элемент является перезаряжаемым, за счет чего себестоимость хранения ээ падает до коммерчески выгодного.
4. Таки не понял, 5 киловатт часов на литр хуже чем 2.7 киловатт часов литр?
5. Технологически это УЖЕ реализовано. Вопрос теперь в практической производственной реализации. Но за этим дело не станет. Повторюсь технология крайне необходима рынку.
Зы.Для "домашнего" хранения ээ уже сейчас существуют коммерчески выгодные аккумуляторы LiFeYPO4 с себестоимостью хранения киловатт часа в 0.05 евро. С гарантированными 8000 разрядов до 30% и сроком службы в 25+ лет.
Зы2 Хоть и сказал для "домашнего" .. но сейчас на основе этих акков строятся несколько промышленных систем хранения в Германии. Преимущество "высокотемпературной" технологии в том что она позволяет снизить стоимость запасаемого киловатт часа до менее чем 0.01 евро.
|
|
Schreibikus ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 18:52:09 |
Никаких сомнений? Ну-ну.
Вам перечислить подобных открытий, в которые вбухивались огромные деньги, т.к. также не было "никаких сомнений", а в результате получался полный пшик? Из тех, что были на слуху у широкой публики - это керамические ВТСП (высокотемпературные сверхпроводники), к примеру. Полный, оглушительный пшик.
Цитата3 Отличие от ванадиево -боридного генератора в перезаряжаемости. Если в первом случае аналогом является батарейка, по исчерпании ресурса которой ее приходится утилизировать с конечной себестоимостью запасенного киловатт часа большей чем вырабатываемый в современных условиях киловатт час, то в новой системе элемент является перезаряжаемым, за счет чего себестоимость хранения ээ падает до коммерчески выгодного.
Вы вообще текст-то читали? Это именно что не аккумулятор, а БАТАРЕЙКА. Со сменным, грубо говоря, картриджем. Что прекрасно видно даже на этой незамысловатой схемке:
Т.е. это, грубо говоря, топливный элемент, который будет нуждаться в переработке на вполне себе промышленных установках, а отнюдь не аналог, скажем, свинцового аккумулятора.
Цитата5. Технологически это УЖЕ реализовано. Вопрос теперь в практической производственной реализации. Но за этим дело не станет. Повторюсь технология крайне необходима рынку.
Ндя. С уровнем Вашей технологической и химической грамотности все понятно.
Это не технология пока, и даже не демонстратор технологии. Это пока только идея, реализованная в лабораторном масштабе. От публикации в Chemical Communications до реальной технологии - "дистанции огромного размера". Это я Вам как автор публикаций в тех самых Communications докладываю.
|
|
Шляхтич Зoсуля ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 19:08:13 |
1. Текст читал
http://pubs.rsc.org/…3ee42654h#!divAbstract
This study introduces the principles of a new class of high-energy batteries and demonstrates their fundamental chemistry. These molten air batteries use air, a molten electrolyte, are quasi-reversible (rechargeable), have the capability for multiple electrons stored per molecule, and have the highest intrinsic electric energy storage capacities. Here we show three examples of the new battery’s electron transfer chemistry. These are the metal, carbon and VB2 molten air batteries with respective intrinsic volumetric energy capacities of 10,000 (for Fe to Fe(III)), 19,000 (C to CO32-) and 27,000 Wh liter-1 (VB2 to B2O3 + V2O5), compared to 6,200 Wh liter-1 for the lithium air battery. Higher energy capacity, cost effective batteries are needed for a range of electronic, transportation and greenhouse gas reduction power generation devices. Needed greenhouse gas battery reduction applications include overcoming the battery driven “range anxiety” of electric vehicles, and increased capacity energy storage for the electric grid.
Если я еще у себя в деревне не совсем отупел, то are quasi-reversible (rechargeable) обозначает перезаряжаемые.
2. Скажите, как специалист( я таким признаю не являюсь) если идея уже реализована в лабораторных условиях с приемлемой себестоимостью, каков шанс что она появится в промышленном исполнении при крайней требовательности ее на рынке?
|
|
Шляхтич Зoсуля ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 18:51:12 |
Вы ссылаетесь на статью от 2008 года.
Обсуждаемая статья от 2013 года опубликована там же.
Это совершенно новое исследование на полупромышленной установке.
доступна конечно по подписке.
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 19:59:18 |
Вы правы речь в статье 2008 г идёт именно о батарейке, т.е. неперезаряжаемом элементе. И этот элемент с выдающимися характеристиками так и остался на "лабораторной коленке".
В статье от 2013 г идёт речь о перезаряжаемом элементе. Из приведённой статьи конечно не ясно, что конкретно изобрели, главное, что теоретически это "супербомба".
Нашёл оригинал статьи "нахаляву" - http://arxiv.org/ftp…7.1305.pdf .
Что мы видим, да то же самое, очередное чудо на "лабораторной коленке", с выдающимися характеристиками в пересчёте на грамм-градус-на литр.
По всей видимости на деревенский прилавок изделие поступит не скоро.
|
|
Шляхтич Зoсуля ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 20:36:13 |
Цитата: ДядяВася от 23.09.2013 19:59:18
Дядя Вася спасибо!
Никто и не говорит, что прям вчера это будет у каждого дворника в подсобке. Вопрос в том, что любая технология сначала идет в лабораториях и только через некоторое время появляется в промышленных образцах. Именно о том что такая технология( такие технологии) уже есть я и хотел показать.
Технологии накопления больших количеств ээ по вменяемой себестоимости крайне востребованы и данная работа поиск реализации одной из возможностей.
Рано или поздно( скорее рано, так как ну очень нужно) эта или другая технология выстрелит в реальное промышленное воплощение. Как только стоимость аккумуляции ээ станет меньше 0.015 евро за киловатт час начнется взрывной рост альтернативки везде, по всему миру. со списанием в утиль углеводородной энергетики. Пока достигнута цыфирь в 0.05 евро киловатт час в реальных промышленных устройствах. Не так долго ждать осталось
И Слава Богу.
Добавлю про статью от 2008 года и ту топливную ячейку. Реализации данной технологии со сменным цинко-ванадиевым катриджем сейчас отрабатывается для резервного энергоснабжения АЭС. Гдето мелькала статья на эту тему. Себестоимость генерации чуть меньше чем питание от аварийного дизеля. Для альтернативного энергоснабжения неприменима, поскольку еще раз повторю не является аккумулятором.
|
|
basilevs ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 17:46:34 |
По объёму они хорошо укладываются. Но вот с удельной плотностью энергии (Ватт на кг веса батареи) всё по-прежнему очень плохо.
|
|
Шляхтич Зoсуля ( Слушатель ) |
| 23 сен 2013 18:17:06 |
Цитата: basilevs от 23.09.2013 17:46:34
Плохо что?
Для стационарных систем хранения вес дело практически не важное. Да и различие реалльное в 1.5 раза.
Как только эта технология выйдет из лабораторий по вменяемой стоимости в производство переворот в энергетике неизбежен. Будет снято главное ограничение альтернативки- нестабильность генерации. При уже существующих промышленных солнечных панелях надобности в генерации за счет ископаемого топлива просто не будет в принципе.