Справка - Поиск - Участники - Войти - Регистрация
Полная версия: Про аккумуляторы чего-нибудь
Частный клуб Алекса Экслера > Наука и техника
Rendom
19 июня 2015, 21:14
В моем случае, про аккумуляторы электричества. Можно ли посчитать теоретический предел электроемкости на единицу массы? Насколько аккумулятор может быть легким? Или насколько легким он никогда не станет? В каком направлении ведутся работы, за счет чего сейчас повышают емкость?
Гата
19 июня 2015, 22:15
Не совсем про аккумуляторы, но все же.
Первая российская ядерная батарейка будет служить около 50 лет.
user posted image

В следующем году учёные из Томского политехнического университета (ТПУ) изготовят партию топливного элемента для первых российских ядерных источников питания. Производить такие батареи намерено предприятие госкорпорации «Росатом» - Горно-химический комбинат.

«При помощи нашего исследовательского ядерного реактора мы будем производить из изотопа никель-62 изотоп никель-63. Это нестабильный изотоп, чистый бета-излучатель c небольшой энергией излучения и с относительно большим периодом полураспада. На его основе можно создать так называемую ядерную батарейку, которая будет служить около 50 лет», - сообщил РИА Новости заведующий кафедрой технической физики ТПУ Игорь Шаманин.
реклама

Совместный проект Горно-химического комбината и Сибирского аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнёва по производству электрических батарей, использующих энергию «мягкого» бета-распада радиоизотопа никель-63, ранее стал одним из победителей конкурса, проводимого Минобрнауки РФ. Реализация этого проекта позволит создать новое поколение автономной радиоэлектроники и медицинской техники.

Игорь Шаманин отметил, что потребность в надёжных элементах питания, имеющих столь долгий срок службы, велика. Например, подобные автономные источники питания необходимы для энергообеспечения космических спутников.

«Сейчас их питают громоздкие солнечные батареи. Они очень капризны, слабо защищены, например, от метеоритного дождя. А ядерная батарейка очень компактна, даёт электричество в течение 50 лет - и спутник оказывается работоспособным вне зависимости от того, в тени он или нет», - обрисовал ситуацию учёный. По его словам, подобные элементы питания можно использовать, в частности, как батарейки для кардиостимулятора.


Источник: russian.rt.com - newslasnd.com

Mirmur
19 июня 2015, 22:32

Rendom написал:  Можно ли посчитать теоретический предел электроемкости на единицу массы?

А как же. Теоретический предел - это количество энергии, выделяемой в результате химической реакции (при единичной массе реагентов, разумеется). smile.gif
Timmy
19 июня 2015, 23:09

Rendom написал: Можно ли посчитать теоретический предел электроемкости на единицу массы?

e=mc^2?

Гата написал:
Первая российская ядерная батарейка будет служить около 50 лет.

А в чем новизна? Источники электричества на медленном распаде активно используются с 50-х годов. Вроде бы никель-63 не использовали, да.
Rendom
19 июня 2015, 23:37

Mirmur написал: А как же. Теоретический предел - это количество энергии, выделяемой в результате химической реакции (при единичной массе реагентов, разумеется).

Тепло не интересует. Только электроны.


Timmy написал: e=mc^2?

Неее smile.gif
Rendom
19 июня 2015, 23:43

Гата написал: Не совсем про аккумуляторы, но все же.
Первая российская ядерная батарейка будет служить около 50 лет.

Планировалась бы эта батарейка действительно стандарта AA, я бы пару таких в бритву вставил. Но ведь получится что-нибудь неподъемное, размером с ведро...
Solmir
19 июня 2015, 23:49
Замечательные батарейки, НАСА что-то подобное использует в дальних миссиях. Вот только:
1) Их нет (и ИМХО не будет).
2) Ток разряда будет мериться в микроамперах.

Успеха в бритье!

Про цену есть информация?
Mirmur
20 июня 2015, 00:24

Rendom написал:
Тепло не интересует. Только электроны.

В идеальной батарейке вся выделившаяся в ходе реакции энергия превращается в электрическую. А еще, представь себе, бывают реакции, в ходе которых тепло еще и поглощается. smile.gif
Alex Lonewolf
20 июня 2015, 02:09

Rendom написал: В моем случае, про аккумуляторы электричества. Можно ли посчитать теоретический предел электроемкости на единицу массы? Насколько аккумулятор может быть легким? Или насколько легким он никогда не станет? В каком направлении ведутся работы, за счет чего сейчас повышают емкость?

Стоило начать с определения понятия "аккумулятор электричества". Ты подразумеваешь под этим любое устройство способное аккумулировать и отдавать эл. энергию или вводишь какие-то ограничения?
Rendom
20 июня 2015, 07:58

Alex Lonewolf написал: Стоило начать с определения понятия "аккумулятор электричества". Ты подразумеваешь под этим любое устройство способное аккумулировать и отдавать эл. энергию или вводишь какие-то ограничения?

речь идёт о химической реакции.
Alex Lonewolf
20 июня 2015, 12:09
Ну тогда Mirmur прав на счет теоретического предела. Только вот не любой реакции. Реакция должна соответствовать определенным требованиям.

На практике однако всегда получится ниже. Т.к. в реакционный объем приходится вводить дополнительные вещества играющие вспомогательную роль.

С другой стороны, теоретически можно придумать процесс использующий в качестве одного из реагентов кислород атмосферы и тогда можно учитывать массу только второго реагента.
Rendom
21 июня 2015, 10:08

Alex Lonewolf написал: Ну тогда Mirmur прав на счет теоретического предела. Только вот не любой реакции. Реакция должна соответствовать определенным требованиям.

Прав, наверное, - непонятно, как считать?
Eridanus
21 июня 2015, 11:08
Теоретический предел емкости аккумулятора - 7 Ач/г (гипотетический углерод-водородный аккумулятор без электролита)
Eridanus
21 июня 2015, 11:26

Alex Lonewolf написал: С другой стороны, теоретически можно придумать процесс использующий в качестве одного из реагентов кислород атмосферы и тогда можно учитывать массу только второго реагента.

Ну, Алюминий-воздушные батареи существуют и являются на сегодняшний день одним из наиболее перспективных источников электроэнергии.
Однако, они не являются аккумуляторами - их нельзя перезарядить.
Rendom
21 июня 2015, 13:28

Eridanus написал: Теоретический предел емкости аккумулятора - 7 Ач/г (гипотетический углерод-водородный аккумулятор без электролита)

Спасибо, то что надо.
Почему выбрана именно эта пара веществ?
Eridanus
21 июня 2015, 13:35
Гипотетический водород-воздушный элемент, имел бы емкость около 27 Ач/г или 33 kWh/kg
Для химических систем это теоретический предел.
Для сравнения, реально существующий алюминий-воздушный элемент имеет 1.3 kWh/kg (при теоретическом пределе (6-8 kWh/kg ), а обычные литий-ионные аккумуляторы порядка 0.1 kWh/kg
v-groove
21 июня 2015, 14:03

Rendom написал: В моем случае, про аккумуляторы электричества. Можно ли посчитать теоретический предел электроемкости на единицу массы? Насколько аккумулятор может быть легким? Или насколько легким он никогда не станет? В каком направлении ведутся работы, за счет чего сейчас повышают емкость?

Поискал по инету. Нашел такую статью - The limits of energy storage technology.

Eridanus написал: ... емкость около 27 Ач/г или 33 kWh/kg

Размерности разные, не? Или путаю. Это вообще корректно амперы равнять с ваттами?
Eridanus
21 июня 2015, 14:04

Rendom написал:
Почему выбрана именно эта пара веществ?

Минимальное отношение молекулярного веса к максимальной разнице степеней окисления в соединениях со вторым элементом пары.

v-groove написал:
Это вообще корректно амперы равнять с ваттами?

"Или" тут не следует понимать, как знак равенства.
Амперы легко оценить.
Чтобы получить ватты надо знать электродные потенциалы катодного и анодного процессов, которые зависят от конкретных условий , а для гипотетических процессов (вроде вышеупомянутого углеродного катода) просто неизвестны. Поэтому из закона Фарадея легко вывести теоретический предел в ампер-часах. С теоретическим пределом в ваттах - сложнее - можно только его приближенно оценить.
Rendom
21 июня 2015, 20:22
Где перспектива? В поиске новых реакций, или в создании каких-нибудь хитрых наноструктур для повышения эффективности известных?
Eridanus
22 июня 2015, 09:37

Rendom написал: Где перспектива? В поиске новых реакций, или в создании каких-нибудь хитрых наноструктур для повышения эффективности известных?

Второе.
Alex Lonewolf
24 июня 2015, 18:07
Статья по теме в "Популярной механике". Немного теории в н/п изложении, немного перспективы в виде характеристик конкретной разработки. Для специалистов возможно ничего нового, но лично я о "потоковых батареях" услышал впервые.

Хотя вот с сечением "низковольтных" кабелей какая-то путаница там.
Eridanus
24 июня 2015, 21:31

Alex Lonewolf написал:Хотя вот с сечением "низковольтных" кабелей какая-то путаница там.

Там не только с этим путаница. Емкость батареи завышена, как минимум, на порядок.
"кристаллические наночастицы, способные формировать в непосредственной близости от электродов пространственные структуры." - это конечно внушает.
Такое впечатление, что статью писал человек, слабо разбирающийся в электрохимии.
При всем при этом машина обещает 600 км пробега на 400л топлива. Для сравнения, у Phinergy автомобиль на алюминий-воздушной батарее (вес сменных пластин 50 кг) проезжает 1600км.
Alex Lonewolf
24 июня 2015, 23:26

Eridanus написал:
"кристаллические наночастицы, способные формировать в непосредственной близости от электродов пространственные структуры." - это конечно внушает.
Такое впечатление, что статью  писал человек, слабо разбирающийся в электрохимии.

Ну тут или "сложности перевода" или в пресс-релизе сознательно написали про "электрические вихри, из коих и возникает..." с тем чтобы запутать конкурентов.



При всем при этом машина обещает 600 км пробега на 400л топлива. Для сравнения, у Phinergy автомобиль на алюминий-воздушной батарее (вес сменных пластин 50 кг) проезжает 1600км.

Это не совсем "топливо" его ведь не обязательно менять, можно заряжать. С тем же успехом можно сказать, что эти 400 л - часть двигателя. Имеет смысл сравнивать лишь стоимость пробега и прочие характеристики изделия в целом.
Eridanus
25 июня 2015, 01:38

Alex Lonewolf написал:
в пресс-релизе сознательно написали про "электрические вихри, из коих и возникает..." с тем чтобы

навешать лапшу на уши потенциальных инвесторов.

Это не совсем "топливо" его ведь не обязательно менять, можно заряжать.

Это самое, что ни на есть топливо - две жидкости - катодная и анодная.. окислять или восстонавливать в полевых условиях их можно только теоретически. На практике - только менять.
Alex Lonewolf
25 июня 2015, 11:06

Eridanus написал:
навешать лапшу на уши потенциальных инвесторов.

Хм... ну возможно. Хотя эффективность приема сомнительна. Я конечно мало знаю о том, как принимают решения инвесторы. Но, если бы мне предложили вложить свои кровные в некую "перспективную разработку", то вопрос теоретических основ волновал бы меня в третью очередь. Ибо обсуждение быстро заходит в тупик:
- Поясните, пожалуйста, как такое стало возможным?
- Извините, но это наше "ноу-хау".
На мой дилетантский взгляд потенциальный инвестор в первую очередь поинтересуется результатами независимых испытаний продукта и содержанием бизнес-плана.
Rendom
25 июня 2015, 17:42

Eridanus написал: Там не только с этим путаница.

Популярная механика на то и популяная smile.gif Слишком часто есть к чему придраться. Интересно, какие у них редакторы?
Alex Lonewolf
25 июня 2015, 18:38

Rendom написал:
Популярная механика на то и популяная smile.gif Слишком часто есть к чему придраться. Интересно, какие у них редакторы?

Редакторы вроде как не менялись уже давно. А вот качество материалов увы неуклонно снижается.
Эта версия форума - с пониженной функциональностью. Для просмотра полной версии со всеми функциями, форматированием, картинками и т. п. нажмите сюда.
Invision Power Board © 2001-2017 Invision Power Services, Inc.
модификация - Яро & Серёга
Хостинг от «Зенон»Сервера компании «ETegro»