Аккумуляторы водородные – Водородная батарейка и ее возможности в быту

Протонные водородные батареи могут заменить литий-ионные аккумуляторы

Исследователи Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) разработали новый концепт аккумулятора, использующего в своей основе энергетический потенциал водорода. Именно данный химический элемент, по мнению учёных, должен выступить в качестве замены лития как главного источника энергии в большинстве современных аккумуляторных устройствах.

Hydrocharge.blogspot.com

Озвученная концепция устранит необходимость в производстве, восстановлении, а главное — хранении газообразного водорода, что на сегодня является самым серьёзным фактором, ограничивающим эффективность и распространение подобных систем. Представленное решение сочетает в себе лучшие наработки в области водородных топливных элементов в совокупности с традиционными принципами аккумулирования электрической энергии.

«Так как для процедуры зарядки батареи достаточно лишь притока воды для её дальнейшего расщепления и использования ядер атомов водорода — протонов, а в режиме разряда — воздух, то мы назвали наше изобретение «протонно-потоковая батарея». Кроме перспективных технических решений, заложенных в изобретение, наш аккумулятор имеет внушительный потенциал и в экономическом плане. Производство лития для современных батарей — это достаточно трудоёмкий процесс, а само сырьё — относительно дефицитное, если проводить аналогию с водородом», — пояснил в своём докладе руководитель исследования из RMIT профессор Джон Эндрюс (John Andrews).

kildekode.ru

Продемонстрированный концепт базируется на интеграции металлогидридного электрода в протонообменную мембрану топливного элемента — Proton Exchange Membrane (PEM). Во время зарядки протоны, полученные при расщеплении воды, непосредственно «связываются» с электронами и металлическими частицами на электроде топливного элемента, который интегрируется в PEМ. Вследствие этого образуется твердотельный водородный металлогидрид. Именно он и выступает в качестве «хранилища» электрической энергии. При использовании же электрического ресурса подобной протонной батареи описанные процессы идут в обратной последовательности.

Опубликованные в Международном журнале водородной энергетики исследования показали, что энергоэффективность протонно-потоковых батарей может достигать аналогичных показателей в сравнении с классическими литий-ионными аккумуляторами, однако первые способны хранить значительно больше энергии на единицу массы и объёма.

«Водород сочетает в себе громадный потенциал в качестве экологически чистого источника питания. Это выставляет его в выгодном свете и подталкивает современную науку к применению элемента в достаточно широком диапазоне областей», — резюмировал господин  Эндрюс.

www.automobilemag.com

Проведённое австралийскими учёными исследование и продемонстрированная разработка может быть успешно внедрена во многие аспекты современное жизни: начиная от бытовых устройств и заканчивая транспортными средствами, а также промышленными системами хранения электроэнергии.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Водородный аккумулятор

Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)
Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]
9830 0

Водород — отличный аккумулятор энергии с широким диапазоном областей применения, причем плотность энергии в единице массы у водорода в 3 раза больше, чем у бензина. Водород весьма пригоден как аккумулятор электроэнергии, вырабатываемой ночью на электростанциях. Его можно транспортировать на большие расстояния как в газообразном, так и в жидком состоянии. При транспортировке водорода в жидком состоянии его низкую температуру используют для снижения сопротивления электрических проводников, размещенных в том же трубопроводе. В космонавтике водород применяют в качестве ракетного топлива. Применение водорода как топлива в автомобилях требует минимальных изменений конструкции двигателя.

Жидкий водород существует при температуре — 253 °C, поэтому емкость для его хранения должна иметь очень хорошую теплоизоляцию. В качестве такой изоляции обычно используют вакуумированную полость (сосуд Дьюара). Низкая температура поддерживается также вследствие постоянного испарения водорода.

В Лос-Аламосской исследовательской лаборатории (США) был создан бак для хранения жидкого водорода «MVE-50» емкостью 190 дм3 водорода. Масса заправленного водорода составляет 13,6 кг, что энергетически эквивалентно 75 л бензина. Масса бака в заправленном состоянии равна 59 кг. Испарение водорода, достигающее 0,8—3,3 % в сутки, снижает имеющееся небольшое избыточное давление в емкости. Нормальное избыточное давление в водородной емкости при движении автомобиля составляет 41—48 кПа, а максимально допустимое давление в ней — 200 кПа.

Бак для жидкого водорода имеет сферическую форму и поэтому неудобен для размещения в автомобиле. Кроме того, обращение с жидким водородом связано с риском его взрыва, поэтому такой способ хранения водорода в, автомобиле непригоден.

Хранение водорода в гидридах уже было рассмотрено ранее. Большой объем исследовательских работ по использованию водорода в автомобилях проводит Управление исследований в области энергетики США. Такие работы ведутся в лабораториях многих научно-исследовательских организаций и высших школ. Подробный обзор исследований применения водорода в 49 двигателях и 15 автомобилях был опубликован в [2].

В отчете рассмотрен весь период развития водородных двигателей, начиная от первого стационарного одноцилиндрового двигателя воздушного охлаждения, созданного в 1964 г. фирмой «Биллингс» (США). В этом двигателе водород подводился по специальному каналу во впускной трубопровод. Мощность регулировалась только количеством вводимого водорода, поступающий воздух не дросселировался, т. е. осуществлялось качественное регулирование. Использованный фирмой «Биллингс» четырехтактный одноцилиндровый двигатель фирмы «Бриггс энд Страттон» рабочим объемом 98 см

3 имел степень сжатия ε = 6 и служил примером простоты конвертирования бензинового двигателя для работы на водороде. За этим двигателем последовали 18 различных водородных двигателей, выполненных на базе серийных. Последним из них был шестицилиндровый двигатель на базе дизеля «Камминс» рабочим объемом 5766 см
3
.

Большинство созданных водородных двигателей после испытаний были вновь конвертированы в исходное состояние. Испытания проводились, в основном, на сжатом водороде, при этом небольшой запас хода не принимался во внимание. Довольно часто использовался и серийный карбюратор, служивший для подачи воды в целях уменьшения жесткой работы двигателя и вспышек в трубопроводах.

Студенты университета Бирмингема (США) в 1966—196 гг. проводили испытания различных водородных двигателей в лаборатории фирмы «Биллингс». Исследования финансировала фирма «Форд», которая интересовалась вопросами уменьшения воспламенения («хлопков») в трубопроводах двигателя и снижения жесткости его работы при использовании рабочей смеси, близкой к стехиометрическому составу α = 1. С этой целью применяли подачу воды и рециркуляцию отработавших газов, что ограничивало также и содержание NO

x в отработавших газах.

Были также проведены испытания на водороде роторно-поршневого двигателя на автомобиле «Мазда» фирмы «Тойо Когё» и четырехцилиндрового двигателя воздушного охлаждения — на автомобиле «Фольксваген». В двигателе Ванкеля возникли неисправности в системе смазки, поэтому испытания были непродолжительными. На обоих автомобилях применялась подача воды, что способствовало значительному снижению вредных веществ в отработавших газах, особенно в двигателе «Фольксваген». Для получения подаваемой в двигатель воды использовалась конденсация отработавших газов.

Все испытания показали, что мощность двигателя при работе на водороде ниже, чем при использовании в качестве топлива бензина. При стехиометрическом составе смеси водорода с воздухом водород занимает 29,5 % объема смеси. Кроме того, целесообразно также применять очень бедные смеси водорода с воздухом, что ведет к снижению расхода топлива. Смесь получается более бедной также при использовании рециркуляции отработавших газов и подаче воды. Все это вместе взятое способствует снижению удельной мощности на 20—25 % по сравнению с работой на бензине. Это явление устраняется подачей водорода после закрытия впускного клапана. Устройство для такого способа питания водородом было показано на рис. статье «». Водород начинает подаваться в цилиндр под давлением 15 МПа в положении поршня, соответствующем примерно 6° до ВМТ.

Горение водорода при высокой степени сжатия еще не было подробно исследовано. Следует, однако, отметить, что самовоспламенения водорода не происходит даже при степени сжатия ε = 29. В то же время достигнутый коэффициент полезного действия ниже, чем предполагалось. Расстояние между электродами на свече зажигания при этом необходимо было уменьшить до 0,075 мм. Требуются тщательные исследования превращения NO в NO2 и поглощение NO2 конденсирующимися парами воды. Влияние обеднения смеси на величину коэффициента полезного действия уже было рассмотрено в статье «Влияние состава смеси на индикаторный КПД двигателя».

Целесообразность использования бедных водородо-воздушных смесей подтверждается снижением расхода топлива при испытании автомобиля «Форд» модели «Монте-Карло» с двигателем, работающем на водороде, хранимом в криогенном баке в жидком состоянии. КПД двигателя возрос на 86 % по сравнению с КПД бензинового двигателя, соответственно, снизился и расход топлива.

Стоимость единицы энергии, полученной в виде водорода электролизом воды, почти в 2 раза дороже единицы энергии, содержащейся в бензине. Так, в США в 1981 г. стоимость энергии водорода составляла 5,12—8,5 долл/100 кВт∙ч, а бензина — 2,04—2,73 долл/100 кВт∙ч. Таким образом, имеется потребность в разработке новых дешевых способов получения водорода и в совершенствовании существующих.

В настоящее время испытывается новый метод электролиза — фотоэлектролиз. В отличие от обычного электролиза в нем в качестве анода используется чувствительный к свету полупроводник, полученный из окисла железа. От коррозии в растворе электролита (в данном случае — поташа K2CO3) анод защищен тонкой пленкой диоксида титана. Если на такой элемент падает солнечный свет, то возникает электрический ток и происходит процесс электролиза с выделением водорода и кислорода. Следовательно, отпадает необходимость подвода электрического тока извне. Разработки фотоэлектролиза не находятся еще в стадии промышленного освоения и в настоящее время изучаются возможности повышения эффективности использования солнечного излучения для производства водорода [3].

Ведутся также исследования по снижению расхода электрической энергии при электролизе путем применения новых комбинаций материалов электрода и электролита. В результате уменьшения потребления электроэнергии должна снизиться стоимость водорода и при этом не должно происходить загрязнения окружающей среды.

Совершенствуются также и способы термохимического разложения воды, для чего делаются попытки использовать ядерную энергию. Разложение (диссоциация) воды на водород и кислород происходит при ее нагревании свыше 2000 °C. Трудности состоят в том, чтобы найти методы создания требуемых температур и материалы, способные выдержать такие температуры в течение всего процесса разложения.

Введение в воду некоторых добавок может снизить температуру ее разложения до 760 °С. В настоящее время в эксплуатации находятся два ядерных реактора с системой газового охлаждения, на которых можно получить такую температуру. Кроме того, требуемую для диссоциации воды температуру можно, получить также и с помощью солнечных коллекторов, но их коэффициент полезного действия пока еще низок.

Ранее уже говорилось о биологических путях производства углеводородных компонентов в результате синтеза воды и углекислого газа. Хлорофил в растениях под воздействием солнечного света производит углеводороды, «отходом» при этом является кислород, необходимый для дыхания живых существ. В лабораторных условиях удалось с помощью этого способа получить водород с коэффициентом полезного действия, равным 37 %. Фотобиологическое производство водорода возможно найдет применение, когда ископаемые виды топлив будут очень дороги или они полностью исчезнут.

По мнению большинства ученых, водород является наиболее вероятным топливом будущего. Вопрос заключается в том, когда и каким способом оно будет производиться в необходимых промышленных масштабах. Осуществить производство значительного количества водорода можно уже в течение ближайших десяти лет, путем использования для этой цели угля, имеющегося в достаточном количестве. Однако постепенно должен произойти переход на использование экологически чистых источников энергии.

Последнее обновление 13.06.2012
Опубликовано 09.06.2012

Читайте также

  • Роторный двигатель на ударной волне

    Вы поворачиваете ключ зажигания — и двигатель Вашего автомобиля разрывает ударная волна. Это звучит катастрофой, но роторный двигатель на ударной волне может сделать автомобили гораздо более эффективными.

Сноски

  1. ↺ Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В. Б. Иванова; Под ред. А. Р. Бенедиктова. — М.: Машиностроение, 1987. — 320 с.: ил.//Стр. 299 — 301 (книга есть в библиотеке сайта). – Прим. icarbio.ru
  2. ↺ 17. Escher J. D. The Hydrogen-Fueled Internal Combustion Engine, a Technical Survey of Contemporary. — U: S. Projects, ETA Report PR-51. Washington, 1975. September. – Прим. icarbio.ru
  3. ↺ Другие способы получения водорода приведены в статье «Солнечный бензин». – Прим. icarbio.ru

Комментарии

icarbio.ru

Википедия — свободная энциклопедия

Избранная статья

Первое сражение при реке Булл-Ран (англ. First Battle of Bull Run), также Первое сражение при Манассасе) — первое крупное сухопутное сражение Гражданской войны в США. Состоялось 21 июля 1861 года возле Манассаса (штат Виргиния). Федеральная армия под командованием генерала Ирвина Макдауэлла атаковала армию Конфедерации под командованием генералов Джонстона и Борегара, но была остановлена, а затем обращена в бегство. Федеральная армия ставила своей целью захват важного транспортного узла — Манассаса, а армия Борегара заняла оборону на рубеже небольшой реки Булл-Ран. 21 июля Макдауэлл отправил три дивизии в обход левого фланга противника; им удалось атаковать и отбросить несколько бригад конфедератов. Через несколько часов Макдауэлл отправил вперёд две артиллерийские батареи и несколько пехотных полков, но южане встретили их на холме Генри и отбили все атаки. Федеральная армия потеряла в этих боях 11 орудий, и, надеясь их отбить, командование посылало в бой полк за полком, пока не были израсходованы все резервы. Между тем на поле боя подошли свежие бригады армии Юга и заставили отступить последний резерв северян — бригаду Ховарда. Отступление Ховарда инициировало общий отход всей федеральной армии, который превратился в беспорядочное бегство. Южане смогли выделить для преследования всего несколько полков, поэтому им не удалось нанести противнику существенного урона.

Хорошая статья

«Хлеб» (укр. «Хліб») — одна из наиболее известных картин украинской советской художницы Татьяны Яблонской, созданная в 1949 году, за которую ей в 1950 году была присуждена Сталинская премия II степени. Картина также была награждена бронзовой медалью Всемирной выставки 1958 года в Брюсселе, она экспонировалась на многих крупных международных выставках.

В работе над полотном художница использовала наброски, сделанные летом 1948 года в одном из наиболее благополучных колхозов Советской Украины — колхозе имени В. И. Ленина Чемеровецкого района Каменец-Подольской области, в котором в то врем

ru.wikipedia.green

Никель-водородный аккумулятор — Википедия

Никель-водородный аккумулятор (NiH2 или Ni–H2) — это обратимый химический источник тока, состоящий из никелевого и водородного электродов [1]. Он отличается от никель-металл-гидридного аккумулятора использованием водорода в газообразной форме, хранящегося в сжатом состоянии в ячейке при давлении в 82,7 бар[2].

NiH2 ячейки с использованием 26% раствора гидроксида калия (KOH) в качестве электролита достигают срока эксплуатации в 15 лет или более при 80% глубине разряда [3]. Плотность энергии составляет 75 Вт•ч/кг, 60 Вт•ч/дм3[4][5]. Напряжение на контактах составляет 1,55 В, среднее напряжение на протяжении разряда — 1,25 В [6].

Несмотря на то, что плотность энергии составляет только около одной трети аналогичного показателя литиевой батареи, специфическим свойством никель-водородного аккумулятора является продолжительность срока эксплуатации: ячейки выдерживают более чем 20000 циклов разряда[7] при 85% эффективности.

NiH2аккумуляторы обладают хорошими электрическими свойствами, делающими их привлекательными для хранения электрической энергии на космических аппаратах [8]. Например, МКС [9], Messenger[10], Марс Одиссей[11], Mars Global Surveyor[12] и MRO оборудованы никель-водородными аккумуляторами. Телескоп Хаббла, когда его оригинальные батареи были заменены в мае 2009 года спустя 19 лет после запуска, достиг наибольшего числа циклов разряда среди NiH2 батарей на низких опорных орбитах [13].

История

Развитие никель-водородных аккумуляторов началось в 1970 году в COMSAT[14] где впервые были использованы в 1977 году на борту спутника NTS-2 военно-морских сил США.[15]

Характеристики

Никель-водородный аккумулятор объединяет положительный никелевый электрод никель-кадмиевого элемента и отрицательный электрод, включающий катализатор и газ-диффузионную часть топливного элемента. В ходе разряда водород, содержащийся в сосуде под давлением взаимодействует с кислородом никельоксихлоридного электрода. Вода потребляется на никелевом электроде и высвобождается на водородном, таким образом концентрация гидроксида калия в электролите не изменяется. По мере разряда аккумулятора давление водорода падает, обеспечивая надёжную индикацию степени разряда. В батарее одного из коммуникационных спутников давление при полном заряде было свыше (3,4 МПа), падая практически до (0,1 МПа) при полном разряде.

Если заряженный аккумулятор продолжить заряжать, вода, образуемая на никелевом электроде диффундирует в водородный электрод и там диссоциирует; как следствие, аккумуляторы могут выдерживать перезаряд до тех пор, пока рассеивается выделяющееся тепло.

Аккумуляторы имеют недостаток в виде относительно высокого саморазряда, который пропорционален давлению водорода в ячейке; в некоторых конструкциях 50% ёмкости могут быть потеряны после нескольких дней хранения. Саморазряд снижается при снижении температуры. [16]

В сравнении с другими аккумуляторами никель-водородные обладают хорошей плотностью энергии в 60 Вт•ч/кг, и очень длительным сроком эксплуатации на спутниках. Ячейки могут выдерживать перезарядку, случайное нарушение полярности, давление водорода в ячейке обеспечивает хорошую индикацию степени разряда. Однако, газообразная природа водорода означает, что объёмная эффективность достаточно низка, а требуемое высокое давление приводит к необходимости использовать дорогие сосуды под давлением. [16]

Положительный электрод изготавливают из спеченного [17] пористого никелевого диска, который содержит гидроксид никеля. В отрицательном водородном электроде используют связанный тефлоном платиновый катализатор с сепаратором из циркониевых нитей [18].[19]

Конструкция

Конструкция аккумулятора с индивидуальным сосудом (IPV) состоит из NiH2 ячейки и сосуда под давлением. [20]

Конструкция аккумулятора с общим сосудом (CPV) состоит из двух последовательных NiH2 ячеек и общего сосуда под давлением. CPV обеспечивает несколько большую плотность энергии, чем IPV.

SPV конструкция объединяет до 22 ячеек в общем сосуде.

В биполярной конструкции достаточно толстый электрод является общим: положительным для одной и отрицательным для соседней ячейки в SPV. [21]

Конструкция с зависимым сосудом (DPV) обеспечивает большую плотность энергии при меньших затратах.[22]

Конструкция с общим/зависимым сосудом (C/DPV) является гибридом CPV и DPV с высокой объёмной эффективностью.[23]

См. также

Ссылки

Литература

  • Albert H. Zimmerman (ed), Nickel-Hydrogen Batteries Principles and Practice, The Aerospace Press, El Segundo, California. ISBN 1-884989-20-9.

Внешние ссылки

wikipedia.green

Дешевые никель-водородные батареи можно перезаряжать 30 тысяч раз

Американские исследователи разработали новый катализатор вместо платинового, который использовался в таких аккумуляторах раньше и делал их невероятно дорогими. Никель-водородные аккумуляторы могут стать основной энергосетей, работающих на возобновляемых источниках.

Сохранение избыточной энергии от возобновляемых источников и ее высвобождение в пасмурную или безветренную погоду — основа энергосети будущего. Чем больше энергии удастся запасти, тем стабильнее будет генерация. Однако большие батареи, как правило, и стоят дорого.

Например, батарея Tesla в Австралии, преобразившая местный рынок продажи электричества, обошлась в $250 за кВт*ч.

Даже при этом батарея быстро окупается, но действительно масштабные системы хранения электроэнергии по такой цене не развернешь.

Минэнерго США посчитало, что перспективные системы хранения должны обходиться не дороже $100 за кВт*ч. Исследователи Стэнфорда и Технологического института Джорджии утверждают, что создали именно такой аккумулятор: дешевый и легко масштабируемый. Об их работе рассказывает Ars Technica.

В основе — никель-водородный аккумулятор, известный невысокой плотностью энергии, но при этом чрезвычайно долговечный: перезаряжать его можно 20-30 тысяч раз без серьезной деградации. Главная проблема — использование дорогостоящего катализатора из платины, который делает такую систему непригодной для широкого использования в электросетях.

Ученые представили прототип, которому платина не нужна: вместо нее на водородном аноде используется сплав из никеля, молибдена и кобальта — металлов, гораздо более распространенных и дешевых, нежели платина.

В качестве жидкого электролита служит гидроксид калия. Катод и анод в прототипе свернули в рулон — так, как это сделано в привычных «пальчиковых» батарейках. Прототип похож на них и по размеру.

Опыты показали, что на протяжении 1500 циклов зарядки-разрядки емкость батареи не снизилась. По расчетам ученых, плотность хранения энергии составила 140 Вт*ч на килограмм — это сопоставимо с литий-ионными аккумуляторами. Кроме того, прототип проверили на возможность заряжаться от тока различного напряжения — и здесь новый никель-водородный аккумулятор отработал отлично.

Главная же цифра — цена. При масштабировании технологии такая батарея обойдется всего в $83 за кВт*ч, а значит, в таких аккумуляторах можно запасать энергию солнца, ветра и приливов.

Сохранение выработанного ВИЭ электричества — ключевой вопрос. Единого подхода здесь пока нет, и недавно Минэнерго США анонсировало многомиллионные гранты для проектов, исследующих возможности нетрадиционного хранения энергии, в том числе долгосрочного.

hightech.plus

Никель-водородный аккумулятор Википедия

Nickel-hydrogen battery NASA.gif

Никель-водородный аккумулятор (NiH2 или Ni–H2) — это обратимый химический источник тока, состоящий из никелевого и водородного электродов [1]. Он отличается от никель-металл-гидридного аккумулятора использованием водорода в газообразной форме, хранящегося в сжатом состоянии в ячейке при давлении в 82,7 бар[2].

NiH2 ячейки с использованием 26% раствора гидроксида калия (KOH) в качестве электролита достигают срока эксплуатации в 15 лет или более при 80% глубине разряда [3]. Плотность энергии составляет 75 Вт•ч/кг, 60 Вт•ч/дм3[4][5]. Напряжение на контактах составляет 1,55 В, среднее напряжение на протяжении разряда — 1,25 В [6].

Несмотря на то, что плотность энергии составляет только около одной трети аналогичного показателя литиевой батареи, специфическим свойством никель-водородного аккумулятора является продолжительность срока эксплуатации: ячейки выдерживают более чем 20000 циклов разряда[7] при 85% эффективности.

NiH2аккумуляторы обладают хорошими электрическими свойствами, делающими их привлекательными для хранения электрической энергии на космических аппаратах [8]. Например, МКС [9], Messenger[10], Марс Одиссей[11], Mars Global Surveyor[12] и MRO оборудованы никель-водородными аккумуляторами. Телескоп Хаббла, когда его оригинальные батареи были заменены в мае 2009 года спустя 19 лет после запуска, достиг наибольшего числа циклов разряда среди NiH2 батарей на низких опорных орбитах [13].

История[ | ]

Развитие никель-водородных аккумуляторов началось в 1970 году в COMSAT[14] где впервые были использованы в 1977 году на борту спутника NTS-2 военно-морских сил США.[15]

Характеристики[ | ]

Никель-водородный аккумулятор объединяет положительный никелевый электрод никель-кадмиевого элемента и отрицательный электрод, включающий катализатор и газ-диффузионную часть

ru-wiki.ru

Водородный аккумулятор

Водородные топливные элементы, как альтернатива традиционным кислотным и щелочным аккумуляторам, уже используются в некоторых экспериментальных моделях автомобилей. Но как насчет того, чтобы использовать водород для питания мобильных устройств? Идея кажется фантастической? Отнюдь. Исследователи из Университета механики и машиностроения (RMIT) в Мельбурне (Австралия) практически добились реального воплощения этой невероятной идеи.

Нет, они не стали делать уменьшенную копию водородного генератора, который используется в автомобилях. Вместо того, чтобы вырабатывать электроэнергию из газообразного водорода, ученые использовали для этой цели поток протонов, назвав новый аккумулятор батареей протонного потока.

Традиционно в водородном топливном элементе вода предварительно разделяется на кислород и водород. Последний закачивают в топливный элемент, в котором за счет химической реакции вырабатывается электрическая энергия. В батарее протонного потока все по-другому. Австралийские исследователи использовали металлические электроды и так называемую обратимую протон-обменную мембрану (PEM). То есть им удалось использовать водородный элемент в твердом состоянии минуя газообразную стадию.

Работает водородный аккумулятор следующим образом. Во время зарядки протоны (ионы водорода), извлекаемые из PEM, объединяются с электронами одного из металлических электродов. Происходит процесс накопление электрического заряда – примерно также как и в обычном аккумуляторе. При разряде протоны соединяются с кислородом, освобождая электроны, которые собственно и создают электрический ток.

Как показали расчеты (практические испытания нового аккумулятора пока находятся на начальной стадии), энергоэффективность батареи протонного потока будет сравнима с литий-ионной батареей, которая сейчас используется для питания портативной электроники. Зато плотность энергии в новом аккумуляторе потенциально выше. Следовательно, размеры и масса батареи протонного потока будут намного меньше. К тому же себестоимость нового аккумулятора из-за использования сравнительно дешевых недефицитных материалов, также будет намного ниже себестоимости литий-ионных батарей.

Источник информации: Институт RMIT (www.abc.net.au/science/articles/2014/02/04/3934913.htm)

< Предыдущая   Следующая >

scsiexplorer.com.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *