Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет
КНИТУ-КАИ им. А.Н.Туполева
Институт Автоматики и Электронного приборостроения
Кафедра Электрооборудования
Реферат на тему:
«Серно-натриевые и хлорно-литиевые аккумуляторы»
Выполнил:
Студент гр.3132: Ходжибекова А.Т.
Принял: Новосельский В.Г.
Казань 2018
Аккумуляторы
Аккумулятор - химический источник тока, в котором энергия химической реакции многократно преобразуется в электрическую и наоборот. Таким образом, аккумулятор, имея возможность преобразовывать химическую энергию в электрическую, способен запасать ее и хранить в течение длительного времени. Заряжаясь, аккумулятор накапливает электрическую энергию, разряжаясь, отдает ее потребителю.
Первый аккумулятор (прототип современного свинцово-кислотного) был создан в 1860 г. Гастоном Планте и представлял собой две свинцовые полосы, разделенные пористым изолятором и помещенные в раствор серной кислоты. Выполненный по такой схеме единичный аккумуляторный элемент способен обеспечивать напряжение на выходе около 2 вольт. Емкость такого аккумулятора была невелика, и рабочие характеристики достигались только после многократных зарядно-разрядных циклов. Аккумулятор, аналогичный по своей конструкции современному, был создан в 1881 г. Пластины в нем представляли собой пакеты свинцовых решеток с запрессованной в них активной массой - пастой двуокиси свинца. Точно также и в современном свинцово-кислотном аккумуляторе активными веществами являются свинец и двуокись свинца, а электролитом - водный раствор серной кислоты.
Серно-натриевый аккумулятор
С аккумулятором данного типа связывались наибольшие надежды в разработке источников тока для электромобилей, которые по своим энергетическим и экономическим показателям смогли бы составить конкуренцию двигателю внутреннего сгорания.
Серно-натриевый аккумулятор содержит натриевый и серный электроды , разделённые твёрдым сепаратором из бетта-глинозёма.
Токообразующая реакция, протекающая при рабочей температуре 300 °С, выражается уравнением
Достоинства:
Высокая удельная энергоёмкость, дешёвые рабочие вещества. Ввиду этого, первоначально на применение таких аккумуляторов в электромобилях возлагались большие надежды.
Недостатки:
Высокая рабочая температура и связанная с этим опасность воспламенения натрия при аварии; ограниченный ресурс (первые до 200 циклов, образцы 400 циклов и более); сложности уплотнения, поддержания необходимой рабочей температуры. Эти недостатки сглаживаются при стационарном применении в аккумуляторах большой ёмкости, что и определяет их область использования.
Параметры
-
Теоретическая удельная энергоёмкость: 795 Вт·ч/кг.
-
Реальная удельная энергоёмкость: около 300—350 Вт·ч/кг.
-
Удельная энергоплотность (Вт·ч/дм³):
-
ЭДС: 2,1 вольта.
-
Рабочая температура: +300…350 °C.
-
Энергетическая эффективность: около 89 %.
Особенности эксплуатации и утилизации
Применяются для энергетического сдвига. Аккумуляторы накапливают энергию, например в ночное время суток, в дневное время энергия используется. Таким образом происходит экономия и перенос использования энергии с периода час пик в период минимального расхода.
Хлорно-литиевый аккумулятор
Литий-хлорный аккумулятор — это вторичный химический источник тока, в котором в качестве анода используется литий, электролит — растворы солей лития в органических растворителях (либо твердый электролит), катод — газовый хлорный электрод. Отличается значительной удельной энергоемкостью.
Сейчас ученые связывают свои надежды с необычным на первый взгляд аккумулятором, в котором используются гальванические пары сера-натрий и хлор-литий . Металлы – натрий или литий – там расплавлены, их температура достигает нескольких сот градусов. Расплавленный натрий соединяется в аккумуляторе с горячей жидкой серой, а литий взаимодействует с раскаленным газом – хлором. Из-за того, что содержимое таких аккумуляторов при работе нагрето до 300—800 °C, они получили название горячих.
Происходящее внутри горячих аккумуляторов напоминает мифологический ад. Достаточно представить расплавленную серу, в которой варится расплавленный же натрий, тот самый натрий, что и от воды-то загорается и даже взрывается! О хлоре и говорить нечего – это один из наиболее ядовитых газов, чрезвычайно активный даже при комнатной температуре, а что будет при 800 °C! Недаром ученые который уж год бьются над созданием корпуса к этому адскому накопителю – мало какой материал выдерживает такую начинку.
Однако, к чести горячих аккумуляторов, они при низкой своей стоимости развивают плотность энергии примерно в 10 раз бо льшую, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, и плотность мощности у них значительно выше. Если свинцово-кислотные аккумуляторы накапливают в 1 кг своей массы 60—80 кДж энергии, а щелочные – 110, то горячие серно-натриевые – 400—700 кДж.
Хлорно-литиевый аккумулятор, удельная энергоемкость которого еще выше,чем у серно-натриевого. Но у него серьезным недостатком является ядовитость хлора.
Параметры
-
Теоретическая энергоемкость : 2520 Вт/час/кг
-
ЭДС:3,99 Вольта.
Поделитесь с Вашими друзьями: |