211service.com
Tirgū tiks piedāvāti lieljaudas akumulatori
Šveices uzņēmums saka, ka ir izstrādājis atkārtoti uzlādējamas cinka-gaisa baterijas, kas pēc tilpuma spēj uzglabāt trīs reizes vairāk enerģijas nekā litija jonu akumulatori, bet maksā tikai uz pusi mazāk. ReVolt , no Staefas, Šveices, plāno, sākot ar nākamo gadu, pārdot mazus pogu elementu baterijas dzirdes aparātiem un iekļaut savu tehnoloģiju arvien lielākās baterijās, nākamajos gados ieviešot mobilo tālruņu un elektrisko velosipēdu akumulatorus. Tā arī sāk izstrādāt lielformāta akumulatorus elektriskajiem transportlīdzekļiem.
Akumulators izpakots: Šis attēls ilustrē ReVolt atkārtoti uzlādējamā cinka-gaisa akumulatora daudzslāņu struktūru. No augšas uz leju: akumulatora vāciņš, kas ielaiž gaisu; porains gaisa elektrods; saskarne starp elektrodiem; cinka elektrods; korpuss.
Akumulatora dizains ir balstīts uz tehnoloģiju, kas izstrādāta plkst SINTEF , pētniecības institūts Tronheimā, Norvēģijā. ReVolt tika dibināta, lai to laistu tirgū, un līdz šim investīcijās ir piesaistīti 24 miljoni eiro. Uzņēmuma izpilddirektors Džeimss Makdugals saka, ka šī tehnoloģija atrisina galveno problēmu ar cinka-gaisa uzlādējamām baterijām — tās parasti pārstāj darboties pēc salīdzinoši nelielas uzlādes. Ja tehnoloģiju var paplašināt, cinka-gaisa baterijas varētu padarīt elektriskos transportlīdzekļus praktiskākus, samazinot to izmaksas un palielinot to darbības rādiusu.
Atšķirībā no parastajām baterijām, kas satur visus reaģentus, kas nepieciešami elektrības ražošanai, cinka-gaisa akumulatori strāvu veidošanā izmanto skābekli no atmosfēras. Astoņdesmito gadu beigās tās tika uzskatītas par vienu no daudzsološākajām akumulatoru tehnoloģijām to augstās teorētiskās enerģijas uzglabāšanas jaudas dēļ. Gerijs Henriksens , elektroķīmiskās enerģijas uzglabāšanas nodaļas vadītājs plkst Argonnes Nacionālā laboratorija Ilinoisā. Akumulatora ķīmija ir arī samērā droša, jo tai nav nepieciešami gaistoši materiāli, tāpēc cinka-gaisa akumulatori nav pakļauti aizdegšanās riskam kā litija jonu akumulatori.
Šo priekšrocību dēļ neuzlādējamas cinka-gaisa baterijas jau sen ir pieejamas tirgū. Taču padarīt tos uzlādējamus ir bijis izaicinājums. Akumulatora iekšpusē porains gaisa elektrods ievelk skābekli un ar katalizatoru palīdzību saskarnē starp gaisu un elektrolītu uz ūdens bāzes reducē to, veidojot hidroksiljonus. Tie caur elektrolītu pārvietojas uz cinka elektrodu, kur cinks tiek oksidēts - reakcija, kas atbrīvo elektronus, lai radītu strāvu. Uzlādēšanai process ir apgriezts: cinka oksīds tiek pārvērsts atpakaļ par cinku un skābeklis tiek atbrīvots pie gaisa elektroda. Bet pēc atkārtotiem uzlādes un izlādes cikliem gaisa elektrods var tikt deaktivizēts, palēninot vai apturot skābekļa reakcijas. Tas var būt saistīts, piemēram, ar to, ka šķidrais elektrolīts pakāpeniski tiek pārāk tālu ievilkts porās, saka Henriksens. Akumulators var sabojāties arī tad, ja tas izžūst vai cinks uzkrājas nevienmērīgi, veidojot zariem līdzīgas struktūras, kas rada īssavienojumu starp elektrodiem.
ReVolt saka, ka ir izstrādājis metodes cinka elektroda formas kontrolei (izmantojot noteiktas želejas un saistvielas) un mitruma regulēšanu šūnā. Tā ir arī pārbaudījusi jaunu gaisa elektrodu, kurā ir rūpīgi izkliedētu katalizatoru kombinācija, lai uzlabotu skābekļa samazināšanu no gaisa izlādes laikā un palielinātu skābekļa ražošanu uzlādes laikā. Prototipi ir labi darbojušies vairāk nekā simts ciklu, un paredzams, ka uzņēmuma pirmie produkti noderēs pāris simts ciklu. McDougall cer to palielināt līdz 300 līdz 500 cikliem, kas padarīs tos noderīgus mobilajiem tālruņiem un elektriskajiem velosipēdiem.
Elektriskajiem transportlīdzekļiem ReVolt izstrādā jaunu akumulatora struktūru, kas atgādina degvielas elementu. Tās pirmajās baterijās tiek izmantoti divi plakani elektrodi, kuru izmērs ir salīdzināms. Jaunajās baterijās viens elektrods būs šķidrums – cinka putra. Gaisa elektrodi būs cauruļu formā. Lai ražotu elektroenerģiju, cinka virca, kas tiek glabāta vienā akumulatora nodalījumā, tiek sūknēta caur caurulēm, kur tā tiek oksidēta, veidojot cinka oksīdu un atbrīvojot elektronus. Pēc tam cinka oksīds uzkrājas citā akumulatora nodalījumā. Uzlādes laikā cinka oksīds plūst atpakaļ caur gaisa elektrodu, kur tas atbrīvo skābekli, atkal veidojot cinku.
Uzņēmuma plānotajā transportlīdzekļa akumulatorā cinka vircas daudzums var būt daudz lielāks nekā materiāla daudzums gaisa elektrodā, palielinot enerģijas blīvumu. Patiešām, sistēma būtu kā kurināmā elementu sistēma vai parasts dzinējs, jo cinka virca būtībā darbotos kā degvielas sūknēšana caur gaisa elektrodu, piemēram, ūdeņradis degvielas šūnā vai benzīns iekšdedzes dzinējā. McDougall saka, ka baterijas varētu darboties arī ilgāk - no 2000 līdz 10 000 cikliem. Un, ja kāda daļa sabojājas, piemēram, gaisa elektrods, to var nomainīt, tādējādi novēršot nepieciešamību iegādāties pilnīgi jaunu akumulatoru.
Tāpat kā ar kurināmā elementiem, šī sistēma var būt jāsavieno pārī ar cita veida akumulatoru, lai paātrinātu vai uztvertu enerģiju no tādiem procesiem kā bremzēšana. Tāpat Henriksens atzīmē, ka citas eksperimentālās cinka-gaisa baterijas jau ir sasniegušas 200 ciklus.
Tradicionālāka plakanā dizaina komerciālie panākumi varētu būt atkarīgi no citiem faktoriem, piemēram, vai jaunās baterijas nodrošina enerģiju ar lielāku ātrumu nekā citas eksperimentālās cinka-gaisa baterijas, kā apgalvo uzņēmums, un vai var sasniegt augstāku ciklu skaitu. Jaunais uz caurulēm balstīts dizains joprojām ir gadu attālumā no ražošanas.