Язык/Language:
Язык/Language:
+7 (343) 227-02-05

Редокс проточные накопители энергии

Еще несколько лет назад в мире аккумуляторов проблем с хранением энергии не наблюдалось: мобильные телефоны необходимо было заряжать  только один раз в неделю, для плееров достаточно было приобрести недорогие «мизинчиковые» батареи, а мощных электромобилей для массового рынка вообще не существовало.  Однако вместе с появлением новых мобильных устройств ситуация  с элементами питания изменилась.

Сегодня владельцы мощных  смартфонов радуются, если заряда аккумулятора хватило на сутки.  А предел мечтаний о запасе хода электромобиля — чтобы он  находился на уровне аналогичной машины с бензиновым  двигателем. Между тем производители уже практически исчерпали  все возможности для совершенствования аккумуляторов. Сегодня  развитие мобильных устройств продвигается семимильными  шагами, а технологии разработки элементов питания просто не  поспевают за ними.

Одним из решений этих проблем может послужить проточные редокс-аккумуляторные накопители энергии, которые и будут детально рассмотрены далее.

Ванадиевая редокс-батарея – тип перезаряжаемой проточной батареи, которая использует ионы ванадия в различных степенях окисления для хранения химической потенциальной энергии.

Настоящая конструкция (с серной кислотой в качестве электролита) была запатентована Университетом Нового Южного Уэльса в Австралии в 1986 г. Ранее в июле 1954г. был зарегистрирован и вручен доктору Вальтеру Кангро германский патент на хлорид титановую проточную батарею, но наибольший вклад в развитие таких батарей внесли исследователи NASA в 1970-х.

Хотя использование ванадия в батареях было предложено ранее Писсортом, исследователями из NASA и Пеллегри и Спазиантом в 1978 г, первая известная удачная демонстрация и коммерческое развитие полностью ванадиевой редокс потоковой батареи, в которой используется ванадий в растворе серной кислоты, была проведена Марией Скиллас-Казакос и ее сотрудниками в Университете Нового Южного Уэльса в Австралии в 1980-х.

Положительные свойства

  • надёжны, долговечны и ориентированы на промышленное использование;
  • могут достичь практически неограниченной мощности при использовании все больших и больших емкостей для хранения;
  • простота перезарядки;
  • очень быстро реагируют на изменение нагрузки и не боятся перегрузок, допуская в течение 10 секунд превышение номинального тока более чем четыре раза;
  • идеально подходят для установки в источники бесперебойного питания и могут использоваться в ветровой и солнечной энергетике;
  • «запас прочности» по цене – стоимость таких батарей примерно в два раза ниже литий-ионных.

Характеристики:

  • специфическая энергия 36-72 Дж/г;
  • энергетическая плотность 54-65 кДж/л;
  • зарядная/разрядная эффективность 75-80%;
  • долговечность(по времени) 10-20 лет;
  • долговечность(по циклам) > 10000 циклов.

Применение:

  • растущие объемы выработки энергии, в том числе солнечной и ветровой, нужно хранить для использовании ночью или в штиль. Одним из решений является проточный редокс-аккумулятор, который может поставлять электричество тысячам домов. Долгосрочная цель заключается в создании систем размером 40 на 20 метров с выходной мощностью 20МВт, которая смогла бы обеспечить энергией примерно 1300 домохозяйств долгой зимней ночью;
  • проточные редокс-аккумуляторы представляют интерес для применения в автомобилестроении. Автомобиль, оснащенный таким источником энергии, можно было бы заряжать в течение пяти-десяти минут. Ячейка проточного редокс-аккумулятора имеет два резервуара с жидким электролитом, который можно заряжать или откачивать на заправочной станции, при этом побочных продуктов не возникает.