+7 (499) 322-31-23
Энергоэффективность и ресурсосбережение - Северо-Западный Информационный Центр
 
Услуги
Энергоэффективность под ключ

ЭКСПРЕСС-АУДИТ

Энергетическое обследование

Предпроектные проработки

Разработка проекта

Выбор и поставка оборудования

Монтажные работы

Сервис





Решения и технологии

Натриево-ионные аккумуляторы придут на смену старым накопителям

16.02.2012

Новые недорогие и эффективные накопители электричества, полученного из альтернативных источников, разработаны группой американских и китайских ученых. В предложенной ими технологической схеме используются натриево-ионные аккумуляторы.

Как известно, при подключении альтернативного источника электричества в национальную электросеть необходим аккумулятор, отдающий электричество при простое солнечных или ветряных генераторов. Сейчас потребители рынка электроники чаще всего пользуются достаточно дорогими литий-ионными аккумуляторами. Значительно дешевле натриевые аккумуляторы, однако для работы современных натрий-серных аккумуляторов необходимы температуры, превышающие +300˚С. Из-за этого их емкость снижается и возникает ряд серьезных проблем по обеспечению безопасности подобных накопителей.

Зарубежные разработчики попытались соединить достоинства аккумуляторов обоих типов и на их основе создать батарею нового типа — натрий-ионный накопитель, в котором дешевый натриевый электролит сочетается с электродом из литиевого аккумулятора. Такая батарея способна работать при комнатной температуре, используя ионы натрия — то есть самую обыкновенную поваренную соль. Использование новой технологии позволит производить дешевые натриевые накопители, которые будут крупномасштабно использоваться в национальных электросетях.

Натрий-ионные аккумуляторы

Дольше всего ученые трудились над электродами, которые были «позаимствованы» у аккумуляторов литий-ионного типа. Для изготовления этих электродов используется оксид марганца: его молекулярная структура имеет множество тоннелей и отверстий, в которые при работе аккумулятора проходят катионы лития. Благодаря свободному передвижению ионов лития батарея способна накапливать, а затем отдавать электроэнергию. Однако просто заменить ионы лития ионами натрия невозможно, ведь последние на две трети крупнее и не могут пройти через поры окиси марганца.

Для решения проблемы и увеличения размера пор электрода были использованы наноматериалы. Оптимальным оказалось создание на основе окиси марганца монокристаллических нанопроводов, по которым катионы натрия могут беспрепятственно скользить, не завися от размера пор электрода. Во время экспериментов с разными условиями формирования подобных нанопроводных электродов результаты контролировались сканирующим электронным микроскопом: для изготовления идеально ровных кристаллов оксида марганца потребовалась температура +750˚С.

Пиковая емкость прототипа натрий-ионного накопителя на новых электродах составила 128 мА/ч на грамм (предыдущий «рекорд» составлял 80 мА/ч на грамм). К тому же, новый аккумулятор обладает достаточной для потребительского использования долговечностью: спустя 100 циклов зарядки-разрядки им было потеряно всего 7% емкости, а через 1000 циклов — 23%. В то же время, при использовании «неидеального» материала, подготовленного при 600-900 градусах Цельсия, емкость падала на 25 и 37% соответственно.

Единственным недостатком аккумулятора натриево-ионного типа является то, что при более быстрой зарядке он накапливает меньше энергии. По мнению ученых, такой эффект обусловлен медленным движением катионов натрия. Чтобы решить и эту проблему, разработчики планируют заняться созданием еще более мелких нанопроводов, способных обеспечить как быструю зарядку аккумулятора, так и его быструю разрядку при эксплуатации в городских электросетях.

www.spbenergo.com


Другие материалы раздела Решения и технологии >>>
Открытый разговор

Энергоэффективность должна стать нормируемой

Когда мы произносим слово «энерго-
эффективность», мы всегда должны подразумевать наличие «точки отсчёта».

При её отсутствии утверждение, что тот или иной объект энергоэффективен, бессмысленно. То есть для измерения энергоэффективности остро необходимо иметь критерии оценки, — рассказывает Бусахин А.В., к.т.н., доцент МГСУ.

Подробнее...

Решения и технологии

Эффективное теплоснабжение для Реутова

Единая система диспетчеризации и унифицированные, совместимые с ней системы автоматизации котельных и ИТП, позволяют повысить качество предоставляемых услуг и экономить энергоресурсы. Современные решения выгодны как для потребителей, так и для управляющих компаний (УК). 

Подробнее...

Консультация юриста

Опубликован Дайджест изменения законодательства в сфере энергохозяйства на 10.02.2016

Информация касается законодательства в сфере энергохозяйства: электроснабжения предприятий, техприсоединения к электросетям, водоснабжения, стоимости электроэнергии, теплоснабжения.  

Подробнее...

Видеоблог
О компании         Услуги         Эксперты         Карта СМИ         Библиотека         Контакты        
Copyright © 2011-2015 Энергоэффективность и ресурсосбережение. Все права защищены. Создание сайта и PR сопровождение - ЯСНЫЙ ДЕНЬ.
UMI.CMS
Энергоэффективность и ресурсосбережение - Северо-Западный Информационный Центр Задать вопрос Приглашаем к сотрудничеству