Батареи активируемые морской водой

Созданы батареи на морской воде, способные заменить литий

Экология потребления.Наука и техника:Инженерами Национального института Ульсан разработана батарея, функционирующая на основе раствора оксида натрия в воде (основные компоненты морской воды). По оптимистичным прогнозам ученых, в скором времени она сможет составить конкуренцию традиционным батареям в плане производительности.

Большинство технических новинок в области разработки батарей имеют одну общую черту – они становятся дешевле и безопаснее традиционных литий-ионных аккумуляторов.

Нельзя отрицать тот факт, что сегодня на рынке превалирует именно этот класс батарей. Однако, их актуальные преимущества – компактность и возможность запасать значительное количество энергии на единицу объема – с лихвой нивелируются недостатками:

• Литий – это редкоземельный элемент, что неизбежно вызывает рост цен на устройства;
• Li-ion батареи могут легко воспламеняться;
• Аккумуляторы на их основе имеют короткий срок эксплуатации.

Инженерами Национального института Ульсан (UNIST, Ю. Корея) разработана батарея, функционирующая на основе раствора оксида натрия в воде (основные компоненты морской воды). По оптимистичным прогнозам ученых, в скором времени она сможет составить конкуренцию традиционным батареям в плане производительности.

Натрий, в отличие от лития занимает шестое место по распространенности на Земле, что естественно делает новую разработку значительно дешевле, а использование его в растворе сводит к нулю риск воспламенения.

Возобновляемые источники энергии становятся все более популярны, но наибольший эффект, зачастую, можно получить используя их в связке с аккумуляторами. Предполагается, что в будущем, морская вода сможет сыграть ключевую роль в сохранении энергии и сделать это в более крупных масштабах.

Принцип работы нового аккумулятора ученые описали в журнале American Chemical Society.

В новых батареях соленая вода не просто выступает в роли электролита, это своего рода «католит» – объединение электролита и катода. Постоянный приток новой морской воды является «бесперебойным» источником ионов натрия, необходимых для переноса заряда. Во время зарядки происходит извлечение ионов натрия из морской воды и сохранение их в пределах катодного пространства. В процессе разрядки батареи натрий высвобождается из материала анода и вступает в реакцию с водой и кислородом (возникает во время электролиза) с образованием гидроксида натрия. Благодаря этим процессам возможно создание циклов в работе и запасание энергии.

После тестирования технологии ученые планируют собирать аккумуляторные блоки на основе компактных батарей. Причем создать коммерческую версию аккумулятора, способного обеспечить энергией семью из четырех человек, они намерены уже к концу 2017 года. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.

Источник

В Китае разработаны батареи, активируемые морской водой

Китайские специалисты из Тяньцзиньского университета познакомили со своей новой разработкой. Они предлагают создавать батареи, которые активируются при помощи обычной морской воды.

Использование аккумуляторов, активируемых морской водой с растворенным кислородом, которые вырабатывают электроэнергию за счет уменьшения количества растворенного кислорода, является перспективным направлением, хотя их производительность ограничена сверхнизкой концентрацией кислорода в глубоководных средах.

Учёные протестировали высокоэффективный механизм восстановления и катализа кислорода в среде с низким содержанием кислорода и установили, что катализатор может стабильно работать с аккумуляторами морской воды в условиях сверхнизкого содержания кислорода.

После успешной апробации было определено, что подобные аккумуляторы можно использовать в дальнейшем на глубоководных батареях, которые подойдут как источники энергии в условиях, где ограничен доступ к кислороду.

Известно, что морская вода – это соляной раствор, то есть электролит. И можно активно использовать эту особенность для производства или хранения электроэнергии, особенно если учесть, что запасы морской воды на Земле огромны. Однако до сих пор мировая наука не представляла реальных разработок в данном сегменте.

Подробнее об этом можно прочитать в журнале Advanced Energy Materials.

Источник

Корейские учёные придумали метод производства высокоэффективных аккумуляторов на морской воде

Аккумуляторы на основе морской воды обещают стать недорогой заменой литиевым батареям, но технология их производства всё ещё далека от выпуска высокоэффективных систем накопления энергии. Южнокорейские учёные попытались обойти препятствия на этом пути и предложили перспективную технологию производства аккумуляторов без лития.

Источник изображения: Carbon

Морская вода представляет собой электролит в чистом виде, хотя до электролита обычных батарей ей очень далеко. Тем не менее, в избытке растворённый в морской воде натрий способен участвовать в электрохимических реакциях в аккумуляторе, заменяя собой ионы лития. Более того, батареи на морской воде можно использовать как проточные системы, прокачивая через них свежую забортную воду. Поэтому такие аккумуляторы создаются для работы при полном погружении в море и крайне полезны для установки на корабли, буи, системы спасения в море и так далее.

Главным препятствием для появления высокоэффективных аккумуляторов на морской воде корейские учёные назвали сложность изготовления анодов, которые требовали легирования азотом и серой. В основе анодов лежит углеродный материал, который служит каркасом, в который вносятся атомы азота и серы. Решая задачу разработки техпроцесса надёжного легирования анодов исследователи придумали техпроцесс «плазменного» легирования.

«Процедура, названная «плазма в жидкости», включает приготовление смеси прекурсоров, содержащих углерод, азот и серу с последующим разрядом плазмы в растворе. В результате получается материал с высоким уровнем легирования азотом и серой со структурной основой из графита», — поясняется в пресс-релизе Корейского морского и океанического университета, учёные из которого проводили работу.

Источник изображения: Korea Maritime and Ocean University

Как отметил руководитель исследования, «созданный нами материал анода с совместным легированием продемонстрировал замечательные электрохимические характеристики в составе аккумулятора из морской воды, срок службы которого превысил 1500 циклов при плотности тока 10 А/г».

Добавим, работа по исследованию опубликована в журнале Carbon. Можно надеяться, что учёные продолжат совершенствовать разработку и когда-нибудь коммерческие аккумуляторы на морской воде займут свою нишу.

Источник

Новая батарея, активируемая морской водой, может заменить дорогие литиевые

Откройте свой смартфон и вы, вероятно, найдете внутри литий-ионный аккумулятор. Они имеют большой плюс – их можно перезаряжать, но трудно утилизировать, а цена лития только растет.

Девять ученых из Национального института науки и технологии Ульсан (UNIST) в Южной Корее разработали инновационную альтернативу: новый аккумулятор, изготовленный с помощью обильной и легкодоступной морской воды.

Литий-ионные аккумуляторы, которые находятся в таких устройствах, как iPhone и Powerwall Tesla — могут помочь нам положить конец нашей зависимости от ископаемого топлива. Но существующие опасения по поводу добычи лития и растущих расходов означают, что мы еще не создали идеальный аккумулятор. Исследователи UNIST обратили уделили внимание морской воде в поисках более лучшего решения.

Их созданное устройство технически представляет собой натрий-воздушный или натрий-кислородный аккумулятор. В то время как натрий-воздушные батареи являются более экономически эффективными, чем литий-ионные, пока они не совсем готовы для коммерческого распространения. Одной из целей работы исследователей было решить некоторые из проблем, которые стоят на пути коммерциализации — и они, возможно, нашли ответ в морской воде.

Оказывается, морская вода служит отличным католитом — катодом и электролитом в сочетании друг с другом. В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, исследователи заявляют, что «постоянный поток морской воды в и из батареи обеспечивает ионы натрия и воды, ответственные за производство заряда».

Батарею, активируемую морской водой можно сравнить с литий-ионной батареей путем измерения напряжения разряда. Батарея с морской водой имела среднее остаточное напряжение около 2,7 вольт, в соответствии с измерениями ACS, в то время как та же статистика для ионно-литиевого аккумулятора составляет от 3,6 до четырех вольт. Это означает, что ученым до сих пор нужно работать, но их устройство может приблизить нас к миру, где мы не должны зависеть от лития для хранения энергии.

Facepla.net по материалам: acs.org

Источник

Новая батарея, активируемая морской водой, может заменить дорогие литиевые

Откройте свой смартфон и вы, вероятно, найдете внутри литий-ионный аккумулятор. Они имеют большой плюс – их можно перезаряжать, но трудно утилизировать, а цена лития только растет.

Девять ученых из Национального института науки и технологии Ульсан (UNIST) в Южной Корее разработали инновационную альтернативу: новый аккумулятор, изготовленный с помощью обильной и легкодоступной морской воды.

Литий-ионные аккумуляторы, которые находятся в таких устройствах, как iPhone и Powerwall Tesla — могут помочь нам положить конец нашей зависимости от ископаемого топлива. Но существующие опасения по поводу добычи лития и растущих расходов означают, что мы еще не создали идеальный аккумулятор. Исследователи UNIST обратили уделили внимание морской воде в поисках более лучшего решения.

Их созданное устройство технически представляет собой натрий-воздушный или натрий-кислородный аккумулятор. В то время как натрий-воздушные батареи являются более экономически эффективными, чем литий-ионные, пока они не совсем готовы для коммерческого распространения. Одной из целей работы исследователей было решить некоторые из проблем, которые стоят на пути коммерциализации — и они, возможно, нашли ответ в морской воде.

Оказывается, морская вода служит отличным католитом — катодом и электролитом в сочетании друг с другом. В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, исследователи заявляют, что «постоянный поток морской воды в и из батареи обеспечивает ионы натрия и воды, ответственные за производство заряда».

Батарею, активируемую морской водой можно сравнить с литий-ионной батареей путем измерения напряжения разряда. Батарея с морской водой имела среднее остаточное напряжение около 2,7 вольт, в соответствии с измерениями ACS, в то время как та же статистика для ионно-литиевого аккумулятора составляет от 3,6 до четырех вольт. Это означает, что ученым до сих пор нужно работать, но их устройство может приблизить нас к миру, где мы не должны зависеть от лития для хранения энергии.

Facepla.net по материалам: acs.org

Источник