2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение17.11.2013, 10:59 


07/11/11
74
Литий-серные аккумуляторы с литиевым анодом и жидким серосодержащим катодом (http://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E8%F2% ... F%F2%EE%F0) являются одними из самых энергоёмких на сегодняшний день, но, к сожалению, они имеют фатальный недостаток: из-за растворимости в электролите образующихся полисульфидов лития, они выдерживают очень малое количество циклов заряда\разряда. Логично задать вопрос: какие катодные материалы можно использовать в таких аккумуляторах вместо серы, чтобы устранить этот недостаток, сохранив при этом преимущества элемента, и прежде всего его огромную ёмкость. Молекулы таких веществ должны иметь как можно меньшую массу и принимать при восстановлении как можно больше электронов. Разрабатываются литий-воздушные аккумуляторы, но использование воздушного электрода в таких элементах сопряжено с рядом серьёзных трудностей, которые пока до конца не преодолены. Я предлагаю попробовать использовать следующие катодные материалы: кристаллический либо аморфный бор (в составе жидкого катода или на твёрдой подложке), диоксид титана, ортованадат железа (III) и, наконец, обыкновенный графитовый порошок. Я понимаю, что здесь не всё так просто, и может обнаружиться масса проблем. В частности, кристаллический бор может не подойти из-за хрупкости, а ванадат железа - из-за токсичности. А вот с диоксидом титана и с углеродом, думаю, могло бы получится, тем более, что они обладают хорошей способностью к интеркаляции ионов лития (особенно нанотрубки из этих материалов), а углеродные материалы ещё и неплохо проводят ток. Как думаете, подойдут ли какие-нибудь из перечисленных мною веществ в качестве катода высокоёмких аккумуляторов? Какие будут предложения у Вас насчёт повышения удельной энергоёмкости аккумуляторов?

 Профиль  
                  
 
 Re: Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение17.11.2013, 15:40 
Аватара пользователя


14/08/12
309
Прогнать бы эту задачку через ТРИЗ.

 Профиль  
                  
 
 Re: Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение19.11.2013, 00:31 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
2086
Минск, Беларусь
С бором вообще ничего не получится, с углеродом или кремнием не будет нормальной диффузии, с фосфором трудно подобрать электролит. Проще доработать литий-серный.

 Профиль  
                  
 
 Re: Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение20.11.2013, 18:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
2086
Минск, Беларусь
Хотя при сильном желании можно рассмотреть вариант, основанный на реакции $$\mathrm{LiPF_6 + 6Li = LiP + 6LiF + 1608\,\text{кДж}}$$

 Профиль  
                  
 
 Re: Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение27.11.2013, 05:04 


15/10/13
299
1) Серно-натриевый, работающий при комнатной температуре. Нужен новый тип электролита.
2) Алюминий-бромный (по аналогии с цинк-бромидный). Проблемы с токсичностью.
3) Полностью полимерный. Двойной захват электрона ненасыщенными полимерами. Претендует на 590 Кв-ч/кг http://esl.ecsdl.org/content/8/8/A382.abstract

 Профиль  
                  
 
 Re: Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение11.04.2014, 14:08 


20/03/14
90
Nessen8 в сообщении #793248 писал(а):
1) Серно-натриевый, работающий при комнатной температуре. Нужен новый тип электролита.
2) Алюминий-бромный (по аналогии с цинк-бромидный). Проблемы с токсичностью.
3) Полностью полимерный. Двойной захват электрона ненасыщенными полимерами. Претендует на 590 Кв-ч/кг http://esl.ecsdl.org/content/8/8/A382.abstract

Про серно-натриевый вы написали, что работает при комнатной температуре, а на Википедии указано, что рабочая температура 300°С.

 Профиль  
                  
 
 Re: Создание сверхъемких аккумуляторов
Сообщение02.05.2014, 07:45 


15/10/13
299
Цитата:
Про серно-натриевый вы написали, что работает при комнатной температуре, а на Википедии указано, что рабочая температура 300°С.

Я не утверждаю, что уже есть прототипы. Есть утверждения про разработки в этой области. Температура проводимости зависит в том числе от электролита. Значит нужно или создать электролит с иными свойствами или обойтись вообще без него. К примеру используя свойства ламинарных потоков. Есть утверждения, что если керамический электролит обычно используемый в серно-натриевых ак-ах сделать очень тонким, толщиной всего несколько микрон, то его проводимость при комнатной тем-ре сильно возрастет. Впрочем, это сомнительно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group