Эффективнее литий-ионных: магниевые аккумуляторы составят конкуренцию. Аккумулятор магниевый


Батарейка магниевая / Мастерская / НеПропаду

Добра вам! Дорогие мои читатели, простите, что давно не писал, был поглощен работой, очень интересный проект о нем расскажу в следующей статье.

Представленная статья не принадлежит мне, взята она с блога моего товарища Крымский Лис. Оригинал ее можно прочесть тут. Я не беру обычно копипасты, но тут случай особый, затронула меня разработка, и я загорелся, деталюхами уже обзавелся останется найти время и собрать так как я хочу.

Подобные источники тока незаменимы в различных автономках – они конструктивно очень просты, в них нечему ломаться, они бесшумны, а «топливо» — легкое и безопасное. Фактически нужны только анодные пластины и соль – воду можно взять хоть из лужи. А в случае использования морской воды не требуется даже соль – хватит той, что уже растворена в воде. Источник тока работает, пока аноды полностью не растворятся. После чего нужно просто установить новые аноды, вылить отработанный электролит и залить соленую воду снова. Причем, выливать электролит можно прямо в реку или озеро – при использовании алюминиевых или магниевых анодов он экологически безвреден! Нечто подобное люди даже… употребляют внутрь – аналогичный состав у альмагеля, известного желудочного лекарства!

Комплект для батареи.

 Стержень из магния минусовый Длина 45мм Диаметр 20мм. Медная гильза Длина 60мм.Диаметр 25мм. Элемент в разобранном виде. Крепление минусового вывода Ткань в качестве сепаратора Сборка элемента Элемент в сборе. Электролит обычная, солёная вода. Напряжение одного элемента 1,25 Вольта. Моча в качестве электролита

P.S. Юра, огромное спасибо за предоставленный материал.http://youtu.be/jGpRp5MsEVkВидео не становится почему то, вот ссылка на ютуб

nepropadu.ru

Магниево-серные аккумуляторные батареи | Синтезгаз

19.08.11

Магниево-серные батареи

Магниево-серные батареи

По своему энергетическому потенциалу батареи, основанные на сочетании магния и серы, способны обойти литиевые. Но до сих пор никто не мог заставить эти два вещества дружно работать в аккумуляторной ячейке. Теперь, с некоторыми оговорками, магниево-серные аккумуляторные батареи удалось работать в группе группе специалистов в США.

Ученые из тойотовского исследовательского института в Северной Америке (TRI-NA) попытались решить главную проблему, стоящую на пути создания магниево-серных батарей (Mg/S).

По информации Green Car Congress, для задействования магния в роли анода химикам до сих пор удавалось применять только нуклеофильные электролиты (смотрите «нуклеофильные и электрофильные реагенты» в БСЭ), что исключало работу в паре с данным металлом электрофильных катодов, таких как сера. Ведь указанные электролиты сразу выводили катод из строя, вступая в ненужные реакции.

Фактически, для пары Mg/S до сих пор не существовало никакого приемлемого электролита, который был бы совместим с обоими элементами. А ведь такой аккумулятор очень привлекателен, поскольку его теоретическая плотность энергии — более 4000 Вт-ч/л.

Создать подходящий ненуклеофильный электролит авторам работы удалось в реакции гексаметилдисилазид хлорида магния и трихлорида алюминия. Получились кристаллические частицы [Mg2(μ-Cl)36THF]+, способствовавшие стабилизации и активности электролита.

Ученые собрали опытную батарейку размером с монетку, применив магниевый анод, сепаратор, катод из серы, смешанной с сажей и полимерным связующим, и новый электролит. Фактически получился первый перезаряжаемый аккумулятор типа Mg/S, хотя и не слишком долговечный.

Ученые пока не решили проблему постепенного растворения серы и образования полисульфидов. Тем не менее, химики считают, что наконец-то показали электролит, способный «поженить» такие «емкие» материалы, как магний и сера в работоспособном устройстве.

---

Комментарии:

---

Энергосберегающие лампы или здоровьеEcotricity - автомобильные зарядные устройства на ветровой энергии

sintezgaz.org.ua

Магний - новый материал для аккумуляторов

Магний имеет и другие преимущества по сравнению с традиционно используемыми в этой сфере металлами. Он имеет малую плотность, но, в отличие от еще более легкого лития, этот металл недорогой и очень распространенный (магний занимает седьмое место по распространенности в земной коре). Магний может стать идеальным вариантом для использования в аккумуляторах.

Исследователям из университета в Рамат-Гане впервые удалось получить работающий прототип нового аккумулятора, хотя опыты в этом направлении начались более двадцати лет назад. Магниевый аккумулятор выдает напряжение в 0,9-1,2 вольта (почти как в случае никель-кадмиевого аккумулятора). Аккумуляторы могут без потери емкости выдерживать многократные циклы зарядки и разрядки.

Поначалу израильские ученые попытались использовать анод из чистого магния, но это слишком хрупкий металл для того, чтобы из него можно было изготавливать тонкие пластины, поэтому в дальнейшем был разработан другой вариант - использование сплава магния, в котором содержится 3% алюминия и 1% цинка. Катодом должен служить материал, в котором имеются щели, размер которых соответствует диаметру ионов магния (аналогичным образом был подобран материал катода и для литиевых батарей). После долгих поисков остановились на сульфиде молибдена, в кристаллическую решетку которого внедрены атомы меди. Ученым удалось заменить атомы меди на атомы магния путем проведения ряда химических реакций. Внедренные таким образом атомы магния могут свободно покидать кристаллическую решетку и снова занимать в ней вакантные места.

Наконец, важным элементом новой разработки является электролит на основе полимерного геля, в котором также содержится органическая жидкость и специальное вещество, помогающее удерживать ионы магния.

Источник: по материалам журнала Nature и издания Advanced Materials.

www.cnews.ru

Магниевые аккумуляторы вскоре могут стать еще более энергоэффективными

Батареи

Магниевые батареи на данный момент времени обещают действительно интересные результаты в контексте улучшения энергоэффективности многих устройств – в отличие от традиционных литий-ионных аккумуляторов, они не подвержены риску взрыва при высоких температурах, однако их энергоэффективности изначально невысока. Именно поэтому исследователи из Университета Хьюстона активно работают над улучшением этого показателя – сегодня они пролили свет на некоторые детали в проекте по улучшению производительности магниевых батарей, опубликовав свои результаты и комментарии в научном журнале Nature Communications, которые весьма и весьма удивляют.

Ученые сообщают, что сумели разработать новый тип катода такой батареи, который демонстрирует не только более высокую степень надежности, но также увеличивает энергоэффективности батареи. В частности, ученые уточнили, что перед непосредственной установкой такого катода, необходимо разорвать магниево-хлоридную связь в батарее.

Батареи

Профессор Ян Яо из Университета Хьюстона, отмечает следующее: “По сути, мы совмещаем наноструктурный катод нового типа с новым пониманием магниевого электролита – и это поистине ново!”. Отмечается, что ионы магния достаточно тяжело внедрить в хост-батарею, а будучи внедренными, они двигаются недостаточно быстро, что заранее лишает такую магниевую батарею необходимой энерговместимости и производительности. Именно поэтому ученые решили использовать магниевый монохлорид.

Именно магниевый монохлорид позволяет с большей эффективности удерживать энергетическую связь, что позволяет в свою очередь наноструктурному катоду значительно увеличивать энергоэффективности магниевой батареи. Прикрепленный таким образом катод демонстрирует значительно более быструю диффузию. Однако специалисты из Университета Хьюстона хотели бы провести несколько дополнительных экспериментов для того, чтобы уточнить некоторые моменты в отношении удерживания этой магниево-хлоридной связи.

www.fainaidea.com

Магниевые резервные элементы - Справочник химика 21

    В основе медно-магниевого элемента лежит электрохимическая система Mg Na l u I. Он является типичным представителем группы водоактивируемых химических источников тока одноразового действия. Водоактивируемые батареи (их также называют наливными) вместе с ампульными и тепловыми батареями образуют класс активируемых, или резервных первичных источников тока. Их отличительная особенность заключается в том, что в период хранения электроды не контактируют с жидким электролитом и приводятся в рабочее состояние (активируются) непосредственно перед разрядом источника тока. [c.246]     МАГНИЕВЫЕ РЕЗЕРВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ [c.99]

    Элементы магний — хлористое серебро. Хотя хлористое серебро в качестве катодного материала было предложено примерно в середине прошлого века, однако в целом серебряно-магниевая система получила практическое применение в 1943 г., когда в США начался массовый выпуск резервных элементов на ее основе. [c.301]

    РЕЗЕРВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С МАГНИЕВЫМ АНОДОМ [c.208]

    Для удобства изложения в эту главу не включены резервные магниевые элементы, (гл. 5) и серебряно-цинковые элементы, описанные в гл. 8. Основные требования к резервным системам были указаны выше, при описании магниевых резервных элементов. [c.118]

    Хий ические источники тока нашли применение для питания портативного медицинского оборудования. В частности, для этих целей используются магниевые резервные элементы [47]. [c.169]

    Напряжение элементов можно увеличить при использовании анодов, имеющих электроотрицательный потенциал (см. табл. 20), например магния. Однако такие аноды в водных растворах подвергаются коррозии с выделением водорода, что приводит к потере емкости элемента при хранении (саморазряду). Поэтому разработаны резервные элементы, которые приводятся в рабочее состояние (активируются) непосредственно перед началом их использования. Примером такого элемента может служить медно-хлористо-магниевый, в котором анодом служит магний, а окислителем — хлорид меди (I). Элемент хранится в сухом состоянии и перед использованием заливается водой. Напряжение элемента 1,3—1,1 В, удельная энергия 30—60 Вт ч/кг. [c.360]

    Активирование водой основано на том, что при разряде образуется хорошо растворимый хлорид магния, который обогащает электролит и повышает его электропроводность. В кислых растворах магний настолько легко растворяется, что потери его становятся слишком большими. В щелочных растворах он пассивируется. Использовать магний можно в нейтральных или слабощелочных растворах в присутствии ионов хлора. В нейтральных солевых растворах при хранении без отбора тока коррозия магния протекает медленно, но под нагрузкой при поляризации скорость коррозии растет, происходит выделение водорода тем большее, чем выше плотность тока разряда (это явление называется отрицательным дифференц-эффектом). Вследствие саморазряда теряется до 50% магния. Резервные элементы с магниевым электродом при работе разогреваются, что позволяет применять их при низких температу- [c.347]

    Резервные элементы с магниевым анодом [c.294]

    Резервные элементы целесообразно применять в переносных объектах вместо аккумуляторов в тех случаях, когда нет возможности зарядить их. Свинцово-магниевые элементы по разрядному напряжению могут заменить никель-кадмиевые аккумуляторы, а медно-магниевые элементы — серебряно-цинковые аккумуляторы. [c.379]

    Медно-магниевый элемент относится к категории наливных химических источников тока. Среди разнообразных источников тока резервного типа наливные батареи имеют самое простое устройство и наиболее безотказны в работе. Основной составной частью таких батарей являются электродные блоки, помещенные в негерметичный корпус. Электролитом служит соленая или пресная вода. Наливная батарея современной конструкции как правило заполняется элек- [c.226]

    В начале разряда магниевые электроды имеют заниженный потенциал и требуется несколько секунд, чтобы напряжение элементов с магниевыми анодами достигло нормального значения. Наличие этого периода активации в тех случаях, когда требуется очень быстрое приведение в действие, вызывает затруднения при использовании магния в резервных элементах. [c.429]

    Большинство гальванических элементов плохо работает при низких температурах. Эта особенность объясняется увеличением вязкости и уменьшением электропроводности электролита или даже его замерзанием. В условиях низких температур применяются резервные элементы с магниевыми отрицательными электродами. Такие элементы заполняются электролитом непосредственно перед эксплуатацией. Даже при температурах —30- —=50° С эти источники тока обладают высокими электрическими характеристиками. Магний реагирует с водой, входящей в состав электролита, а выделяющееся при этом тепло повышает температуру электролита, несмотря на низкую температуру окружающей среды. Однако коэффициент использования магния мал, так как часть металла не участвует в токообразующей реакции, а только предназначается для подогревания электролита. [c.34]

Рис. 5-13. Разрядные кривые резервных магниевых элементов с разными деполяризаторами [Л. 31]. Рис. 5-13. <a href="/info/1503356">Разрядные кривые</a> резервных магниевых элементов с разными деполяризаторами [Л. 31].
    Элементная реакция аналогична реакции, приведенной выше для резервного серно-магниевого элемента. [c.111]

    Резервные магниевые элементы с азото-галогенными органическими окислителями будут более предпочти-114 [c.114]

    Однако малая сохранность в залитом виде и высокая стоимость ограничивают их широкое применение. Медно-магниевые элементы рекомендуется использовать не как основные, а как резервные или аварийные источники тока. Высокая их сохранность в сухом виде позволяет несмотря на высокую стоимость создавать с течением времени значительные запасы этих источников, повышая тем самым надежность обеспечения энергией аппаратуры. [c.7]

    Наоборот, для ртутно-цинковых элементов наблюдается весьма сильная зависимость удельной энергии от удельной мощности при увеличении удельной мощности до 5 Вт/кг удельная энергия снижается более чем вдвое. Еще более сильная зависимость удельной энергии от удельной мощности наблюдается у источников тока марганцево-цинковой системы. Так, при увеличении удельной мощности от долей ватта на килограмм всего до 2 Вт/кг величина удельной энергии снижается более чем в два раза у стаканчиковых элементов и галетных батарей. Гораздо более пологие кривые у марганцево-цинковых элементов со щелочным электролитом и медно-магниевых резервных элементов. У всех рассмотренных элементов при величинах удельной мощности до 1 Вт/кг удельная энергия равна примерно 40 Вт-ч/кг, т. е. довольно высокая. Однако с увеличением разрядного тока она снижается для всех элементов в разной степени. При удельной мощности 3 Вт/кг удельная энергия у медномагниевых элементов снижается до 25 Вт-ч/кг, а у стаканчиковых элементов марганцевоцинковой системы — до 10 Вт-ч/кг. [c.254]

    Вследствие коррозии магния сохранность магниевых резервных батарей в залитом состоянии не превышает 48 ч, в то время как в герметичном контейнере без электролита их сохранность практически неограничена. В случае сохранности элементов с хлористсй медью особенно важна герметичность, так как хлористая медь гигроскопична. [c.313]

    Резервная медно-магниевая батарея, состоящая из 15 последовательно соединенных элементов Mg(Na l u l, электроды которых имеют рабочую поверхность 15x25 мм, разряжаются током 0,35 А. Межэлектродное пространство с б = 2 мм заполнено гигроскопическим веществом с объемной пористостью около 90 % и коэффициентом извилистости пор 1,1. [c.71]

    В случае металлических электродов саморастворение наблюдается при использовании металлов, реагирующих с водой. Такой саморазряд характерен для магниевых электродов резервных батарей. Поэтому магниевые электроды еще не нашли широкого применения в элементах, выпускаемых залитыми электролитом. Эти электроды в основном используются для водоактивируемых резервных батарей, т. е. батарей, в которые электролит вводится непосредственно перед эксплуатацией. [c.37]

    Батареи с отрицательными магниевыми электродами представляют собой резервные источники тока, которые приводятся в рабочее состояние при их погружении в морскую или пресную воду. Вода проникает внутрь элементов батареи и образует электролит, лоэтому батареи называются водоактивируемыми. [c.280]

    В резервном магниевом элементе смешанной деполяризации Mg I Na l I качестве положительной [c.60]

    Характеристики резервных магниевых элементов со смешанным хлорсеребряно-персульфатным деполяризатором [c.107]

    Для некоторых целей могут представлять интерес резервные магниевые элементы с серой в качестве катодного материала. Такие элементы имеют очень хорошую сохранность в сухом состоянии без специальной герметизации. Активный материал имеет низкую стоимость производство положительного электрода более технологично, чем с Ag l, u l или РЬСЬ. [c.110]

    Одним из недостатков магниевых элементов резервного типа является медленное достижение рабочего напряжения при введении электролита и включении нагрузки [1]. Этот период замедленного действия принято называть взводимостью или периодом активации, который вызывается постепенным удалением с поверхности магния окисных и гндроокисных пленок. [c.109]

chem21.info

Медно-магниевая батарея - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Медно-магниевая батарея

Cтраница 1

Резервная медно-магниевая батарея, состоящая из 15 последовательно соединенных элементов Mg NaCl CuCl, электроды которых имеют рабочую поверхность 15x25 мм, разряжаются током 0 35 А.  [1]

Удельная энергия медно-магниевой батареи при наиболее благоприятных условиях разряда ( плотность тока 50 - 200 А / м2, комнатная температура) составляет около 40 Вт - ч / кг.  [2]

К достоинствам медно-магниевой батареи наряду с удовлетворительной сохранностью в залитом состоянии следует отнести достаточно стабильную разрядную характеристику в интервале 1 4 - 1 2 В, а также сохранение работоспособности при температуре до - 70 С ( при условии приведения в действие при температуре выше 0 С), что объясняется экзотермичностью реакции разряда магния. Среди недостатков, кроме медленной активации, следует отметить необходимость защищать активную массу катода от воздействия влаги и кислорода воздуха. Хлорид меди ( 1) гигроскопичен и гидролизуется до оксида меди ( 1), а под действием кислорода воздуха окисляется с образованием основной соли состава СиСЬ - ЗСиО-ЗНгО. Электрохимическая активность катода при этом резко падает.  [3]

Удельная энергия медно-магниевой батареи при наиболее благоприятных условиях разряда ( плотность тока 50 - 200 А / и2, комнатная температура) составляет около 40 Вт - ч / кг.  [4]

Время активации медно-магниевой батареи сильно зависит от температуры и состава электролита.  [6]

Удельная энергия медно-магниевой батареи при наиболее благоприятных условиях разряда ( плотность тока 0 5 - 2 А / дм2 при комнатной температуре) достигает 38 Вт - ч / кг.  [8]

К достоинствам медно-магниевой батареи наряду с удовлетворительной сохранностью в залитом состоянии следует отнести достаточно стабильную разрядную характеристику в интервале 1 4 - 1 2 В, а также сохранение работоспособности при температуре до - 70 С ( при условии приведения в действие при температуре выше 0 С), что объясняется экзотермичностью реакции разряда магния. Среди недостатков, кроме медленной активации, следует отметить необходимость защищать активную массу катода от воздействия влаги и кислорода воздуха. Электрохимическая активность катода при этом резко падает.  [9]

Удельная энергия медно-магниевой батареи при наиболее благоприятных условиях разряда ( плотность тока 50 - 200 А / м2, комнатная температура) составляет около 40 Вт - ч / кг.  [10]

Отличительная особенность наливных батарей заключается в том, что электролитом в них, как правило, служит природная вода, поэтому в составе батареи ампула с электролитом не требуется. Это приводит к существенному различию в технико-эксплуатационных характеристиках. Поскольку в ампульных батареях используются весьма агрессивные электролиты с высокой проводимостью ( обычно концентрированные кислоты или щелочи), а заливка электролита в элементы происходит почти мгновенно, то и активация элементов протекает интенсивно, занимая иногда доли секунды. По этой же причине саморазряд батарей высок, а наиболее эффективными являются форсированные режимы разряда. Наливные батареи активируются водой, попадающей в элементы самотеком, а также за счет капиллярных сил сепараторов и активных масс, причем электропроводность воды невелика. Поэтому время активации, например, медно-магниевой батареи, которое зависит от температуры и солености воды, может достигать 40 мин, а режимы разряда лежат в широком диапазоне вплоть до многочасовых. Саморазряд таких батарей как правило сравнительно невелик.  [11]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Эффективнее литий-ионных: магниевые аккумуляторы составят конкуренцию

Эффективнее литий-ионных: магниевые аккумуляторы составят конкуренцию

Фото: pixabay.com - CC0 Public Domain

Батареи на основе магния смогут дольше работать, а также обладают большей плотностью энергии, чем литий-ионные аккумуляторы.

Ученые из США создали новый вид катодов, которые применяются в батареях из металлоксидного магния.

В размещенной в журнале Science Daily статье говорится, что важность этой разработки заключается в том, что благодаря ей в будущем могут быть созданы батареи, которые по своей эффективности и безопасности превышают литий-ионные. Об их замене специалисты говорят уже давно. Тем не менее, процесс поиска альтернативы продвигается не столь быстро, как этого хотелось бы. Однако ученым из нескольких американских университетов удалось добиться успеха. Они опубликовали статью, в которой рассказали об угрозе для долгосрочного развития технологий, исходящей от литий-ионных батарей.  

Современные батареи не очень хорошо справляются с хранением электроэнергии на продолжительное время. Кроме того, опасения экспертов связаны с добычей лития, количество которого в мире убавляется. Они полагают, что вскоре может наступить момент, когда потребности производителей аккумуляторов не удастся удовлетворить имеющимися запасами.

Эффективнее литий-ионных: магниевые аккумуляторы составят конкуренцию

Фото: wikipedia.org - Warut Roonguthai/СС BY-SA 3.0

Исследователи  выяснили, что магний представляет собой более перспективный материал для аккумуляторов. Его преимуществами является то, что он стабилен, более безопасен, может дольше сохранять заряд, а температура плавления выше, чем у лития. Однако самый главный плюс заключается в том, что плотность энергии внутри такой батареи может быть в пять раз больше, чем в современных литий-ионных аккумуляторах. Специалисты сумели разработать катод, который благодаря своим свойствам не подвергаться деградации позволит батарее на протяжении многих циклов сохранять свои свойства.

Автор: Александр Фролов

Комментарии

politexpert.net