/ /

Как работает натриевый аккамулятор заряжаемый за 1 секунду

Рейтинг 5.0 из5. Голосов: 1

натриевый аккумулятор

В связи со стремительным истощением запасов природных ресурсов их экономичное потребление стало толчков к ряду новых открытий. Так, разработки группы ученых из Федеральной лаборатории материаловедения и Женевского университета привели к появлению нового автомобильного устройства для хранения энергии, эффективность которого в несколько раз превышает традиционный аналог. Он получил название твердотельный натриевый аккумулятор. Стоит рассмотреть принципы, положенные в основу для его изготовления и полученный промежуточный результат.

Устройство литий-ионного аккумулятора и его недостатки

Схема литий-ионной батареи

Используемые на сегодняшний момент батареи имеют 3 основных компонента:

  1. анод
  2. катод
  3. электролит.

Функцию последнего выполняют ионы лития. Отрицательный элемент этой электрической цепи выполняется из графита. Это препятствует образованию дендритов, способных вызвать замыкание цепи с последующим возгоранием.

Использование жидкого электролита в сочетании с неметаллическим анодом позволяет повысить безопасность изделия. При этом существенно снижает его ёмкость.

Что учитывалось при выборе твердого анода

Твердотельный натриевый аккумулятор

Пример работы натриевого аккумулятора, который заряжается за 1 секунду

Выбирая вещество, которое можно будет использовать в качестве проводника, учитывался ряд деталей.

  1. Во-первых, это должно быть нетоксичное химическое соединение, которое будет безопасно для человеческого здоровья.
  2. Во-вторых, оно должно быть устойчивым к химическим реакциям и температурным перепадом. Это позволит снизить риск образования дендритов в полностью твердотельном аккумуляторе с металлическим анодом.
  3. В-третьих, проводник должен обеспечивать свободу перемещения натрию в электрической цепи устройства. В результате поисков выбор пал на клозо-боран, относящееся к классу борных соединений. Это компонент, наиболее полно отвечающий поставленным требованиям, был включен в состав новой батареи.

Устройство натриевого аккумулятора

Устройство натриевого аккумулятора

Твердотельный натриевый аккумулятор (справа) намного компактнее литий-ионной (слева)

Твердотельный натриевый аккумулятор

Аналагичная схема, что и выше только более понятная

На основе полученных исследований была сконструирована модель натриевого аккумулятора. В качестве анода был применен натрий в виде металла. Катодом стала смесь натрия с оксидом хрома. И клозо-боран был включен в состав как элетролит.

В процессе создания продукта соединение бора пришлось частично растворить с последующим выпаривание растворителя. Затем созданный композитный порошок был спрессован слоями. Заключительным этапом стало формирование батареи.

Результаты испытаний на сохранность энергии

Видео: как устроен натриевый аккумулятор?

Тестовый образец аккумулятор был полностью готов к испытаниям, которые показали положительные результаты нового изобретения. Так, батарея сохранила стабильность при 3В, при который традиционное устройство выходило из строя. Также она сохранила 85% энергии при 250 циклах перезарядки.

Однако исследовательская работа ещё не закончена.

  1. Во-первых, необходимо увеличить количество циклов зарядки до 1200.
  2. Во-вторых, ещё не проверена работа устройства в условиях комнатной температуры.

И чтобы поставить на рынок действительно востребованный продукт, нужно довести работу до конца.

Интересные материалы: