Новая дешёвая «углерод-углеродная» батарея заряжается в 20 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы. Углеродный аккумулятор


Японская компания разработала новый углеродный аккумулятор - Stevsky.ru

Power Japan_Plus_pjp-battery-leadНовый аккумулятор разработала компания Power Japan Plus 

Специалисты компании Power Japan Plus представили свою новую разработку - аккумулятор, имеющий в основе углеродные волокна. Он будет значительно дешевле, безопаснее и долговечнее существующих литий-ионных батарей. Так же, новый аккумулятор очень быстро заряжается. Все подробности новой технологии пока решили не раскрывать. Сама новинка будет называться Ryden. В данный момент строится экспериментальная производственная линия. Ну а стартовую партию такой продукции планируют выпустить на свет уже к концу года. Ну а теперь обо всем подробнее.

Супер аккумулятор - батарейка Ryden

Power Japan Plus - японская компания разработчик рассказала про успешную разработку и испытания новой батарейки, под названием Ryden, которую в будущем планируют производить для масс.

 

 

 

Power Japan_Plus-0857Эта аккумуляторная угольная батарейка имеет выдающиеся качества, заряжаясь в двадцать раз быстрей, чем обычный литий-ионный её собрат. Так же, это новшество будет очень недорого и просто в производстве. Такие батарейки будут безопасны для окружающей среды. Их можно будет использовать для вашего электромобиля, где скорость зарядки является критичным параметром.

В мире электромобилей такая разработка особенно актуальна. Этот вид транспорта еще в совсем недавнем прошлом был символом исключительного дизайна, плохой эффективности и весьма небольшой дистанции езды при полностью заряженных аккумуляторах. Сегодня электрокары совершенствуются большими темпами, в развитых странах появляются специальные заправки и сервисные центры для них. Тем не менее, главной их проблемой сегодня, все же, остаются аккумуляторы, не дающие совершить "решающий победный рывок".

Новый углеродный аккумулятор описание

Углерод является главным и единственным активным материалом, применяемым в новых батарейках. Батарея от компании Power Japan Plus, разрабатываемая вместе с сотрудниками Университета Кюсю (Kyushu University) должна помочь совершить рывок. Изобретатели позиционируют данную батарейку как "двухугольную", потому, что в ней оба электрода сделаны из углерода. Ученые утверждают, что дизайн новшества позволил иметь высокую энергоемкость и исключительную скорость заряда вместе с безопасностью и экономичностью эксплуатации.Разработка аккумуляторных элементов нового типа производится вместе с Университетом Кюсю.Компания, разработавшая новые аккумуляторы, утверждает, что их технология позволяет зарядить такой электрокар, как Nissan Leaf (аккумуляторная батарея, имеющая емкость 24 кВт*ч) всего лишь за 12 минут, в отличии от многих часов (примерно 8 часов) зарядки сегодняшних Li-Ion аккумуляторов. Так же и для 85 кВт*ч батарей топовых моделей Tesla Model S количество времени, требуемого на заряд уменьшится до 42 минут.

Power Japan_Plus-i_b27d21f7Новый углеродный аккумулятор производство

Представители компании Power Japan заявили, что энергоемкость новых элементов питания можно сравнить с энергоёмкостью литий-ионных аккумуляторов, которые используются сейчас во всем мире. Цена экземпляра новых батарей не будет отличаться от цены обычных литий-ионных батарей. Все это потому, что углерод является единственным активным ингредиентом батарейки, который достаточно широко распространен в природе и не может стоить дорого. В производстве элементов для новых батарей не придется прибегать к крупномасштабным изменениям в линиях производства. Также, сам формат элементов производства будет на сто процентов совмещаем с форматом современных аккумуляторных батарей, которые применяют в электрокарах и ноутбуках. Естественно, приспособить технологию и для питания мобильных гаджетов тоже не составит большого труда.

Новый углеродный аккумулятор из сырья органического происхождения

Новейшие двухугольные аккумуляторные батареи смогут выдерживать примерно 3 тыс. циклов разряда/заряда, когда простые литий-ионные братья могут Power Japan_Plus-000выдерживать в три раза меньше циклов. Так же новое изобретение можно будет разряжать до самого нуля и, при этом, никакого вреда элементам это может принести. Такие аккумуляторы не будут греться во время штатного заряда и разряда, из-за этого в электрокарах не будет надобности в специальной системе охлаждения. Такая термическая стабильность придает батарейкам большую безопасность, ведь все мы слышали о взрывающихся ноутбуках и мобильниках.Налаживать более-менее массовую выпуску первых партий таких аккумуляторов компания PJ планирует в конце этого года. Первое время батареи будут применять, внедряя в специализированные приборы из разных областей, например, на спутниках, в медицинских устройствах и т.д. Позже представители компании Power Japan планируют лицензировать эту технологию и другим производителям, которые, в свою очередь, смогут заниматься выпуском элементов для электротранспорта.

Японская компания разработала новый углеродный аккумулятор видео

< Предыдущая Следующая >
 

Новые материалы по этой тематике:

Старые материалы по этой тематике:

www.stevsky.ru

Новая дешёвая «углерод-углеродная» батарея заряжается в 20 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы

Японская компания Power Japan Plus объявила о начале массового производства углеродных батарей нового поколения с невероятно быстрым циклом зарядки – они  заряжаются в 20 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы.

dual-carbon-fast-charging-battery-8

Новый аккумулятор дешёв в производстве, безопасен в эксплуатации, и экологически чист как в производстве, так и в утилизации; идеально подходит для использования в электромобилях, значительно сокращая время зарядки по сравнению с другими аккумуляторами различных типов.

Исследователи описывают новую батарею как «углерод-углеродную», поскольку оба её электрода выполнены из углерода.

По данным компании, их технология позволяет зарядить аккумулятор с ёмкостью 24 квт/час на Nissan Leaf всего за 12 минут вместо четырех часов. Сравнительный анализ показывает, что аккумулятор для Tesla Model S ёмкостью в 85 квт/час будет заряжен за 42 минуты.

Power Japan Plus также утверждает, что их батарея имеет плотность энергии, сравнимую с современными литий-ионными аккумуляторами, при меньших производственных затратах. Используемый в аккумуляторах газ широко доступен в природе, он является единственным расходным ингредиентом. Сами батареи могут устанавливаться в стандартные ячейки (вроде тех, что используются в ноутбуках и электромобилях), поэтому не требуется значительных изменений в существующих производственных линиях.

Другими крайне ценными характеристиками аккумулятора являются большое количество циклов зарядки — 3000 (у литий-ионных батарей около 1000 циклов), нечувствительность к короткому замыканию и к повреждениям аккумулятора.

Кроме того, при работе батарея не нагревается, поэтому она не требует никаких систем охлаждения, которые обязательны для текущих версий электромобилей. Термическая стабильность и делает аккумулятор более безопасным, поскольку устраняет риск теплового разогрева, способного привести к взрыву. При этом новая батарея дольше, чем другие модели, выдаёт напряжение более четырех вольт.

Power Japan Plus планирует производить батарею с использованием органического углеродного комплекса, получаемого из природного хлопка — его использование даёт больший контроль над размером углеродных кристаллов в электродах.

dual-carbon-fast-charging-battery-3

ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ

© Gearmix 2013 Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи. Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

gearmix.ru

Японцы предложили альтернативу Li-Ion-аккумуляторам

В настоящее время самыми популярными аккумуляторами для мобильных устройств остаются литий-ионные. При всех своих преимуществах они имеют много недостатков, таких как уменьшение ёмкости со временем (старение), проявление так называемого эффекта памяти при неправильной эксплуатации, риск воспламенения при нарушении производственного процесса или условий использования. Большая цена, которая особенно чувствуется при необходимости создания ёмкой батареи для электромобиля, также относится к минусам. И хотя многие исследователи неоднократно предпринимали попытки улучшения этих аккумуляторов, всё же назрела необходимость создания принципиально новой технологии. На днях в Сети быстро распространилась информация о молодом стартапе Power Japan Plus, который занимается разработкой аккумуляторов нового типа.

gigaom.com

Батареи, предлагаемые японскими изобретателями, будут более ёмкими, безопасными и дешевыми по сравнению с традиционными литиево-ионными аккумуляторами. Кроме того, процесс их зарядки также будет ощутимо более коротким. Компания, которой исполнился всего год, использует углеродный материал для анода и катода и надеется запустить производство новинки уже в текущем году. Издание The Atlantic утверждает, что первая партия объёмом порядка 500-5000 батарей будет выпущена на пилотной линии в Окинаве уже летом.

gigaom.com

Традиционный литий-ионный аккумулятор наряду с карбоновым стержнем включает также окись лития. Между анодом и катодом  располагается электролит. В литиево-ионной батарее во время разряда ионы лития покидают углерод, также как и электроны. При этом окись металла получает дополнительные ионы и электроны. Во время зарядки к батарее прилагается более высокое напряжение, чем производимое аккумулятором, что заставляет ионы пройти в обратном направлении. Ионы лития мигрируют от катода к аноду. По сути электроны и ионы лития постоянно отделяются от карбонового стержня и возвращаются обратно.

Использование углерода одновременно для анода и катода делает новую батарею безопасной, так как позволяет избавиться от легко воспламеняемой окиси лития. Особенно таких воспламенений боятся производители электромобилей. Полностью углеродный аккумулятор деградирует намного медленнее литий-ионного, утверждают разработчики. Если традиционный аккумулятор имеет жизненный цикл два года, на протяжении которого он выдерживает около 500 циклов зарядки/разрядки, то изобретение Power Japan Plus поддерживает до трёх тысяч таких циклов. Благодаря особенностям химических реакций в такой батарее, длительность её зарядки можно сократить в 20 раз. Отказ от окиси лития ведёт также к удешевлению батареи. С точки зрения экологии, полностью углеродный аккумулятор также предпочтительнее литий-ионного и намного легче утилизируется.

powerjapanplus.com

На самом деле идея полностью углеродного аккумулятора не нова и разрабатывается японцами с 70-х годов прошлого столетия. Около 6-7 лет тому назад ученые Университета Куйсю (Kyushu University) начали работу над нанотехнологией и совершенствованием углеродного материала, что позволило повысить ёмкость таких батарей. Power Japan Plus, по сути, занимается коммерциализацией достижений упомянутого выше университета, хотя и работает над дальнейшим улучшением свойств углеродного материала (свою разработку она называет Carbon Complex). Интересно, что разработку катода доверили уважаемому эксперту в этой области Канаме Такее (Kaname Takeya), который является создателем катодов для Toyota Prius и Tesla Model S.

powerjapanplus.com

На сегодняшний день стартап включает всего восемь человек. Одной из главных задач является поиск источников финансирования для налаживания массового производства. Многие стартапы, предлагавшие новые аккумуляторные технологии, испытывали значительные трудности в поисках инвесторов, из-за чего их деятельность затухала. Дело в том, что для масштабирования производства батарей требуется много времени и огромные вложения. Но Power Japan Plus утверждает, что её батареи могут выпускаться на уже существующем оборудовании, поэтому ей требуется меньше денежных средств для старта. Первые модели будут нацелены на медицинское оборудование и спутниковую отрасль, где ключевым требованием является безопасность. Позже Power Japan Plus планирует охватить рынок аккумуляторов для электромобилей. И только после успеха в этих отраслях мы можем надеяться на появление полностью углеродных батарей в наших любимых гаджетах. Так что ждать ещё осталось долго.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Японская компания разработала новый углеродный аккумулятор - Stevsky.ru

Power Japan_Plus_pjp-battery-leadНовый аккумулятор разработала компания Power Japan Plus 

Специалисты компании Power Japan Plus представили свою новую разработку - аккумулятор, имеющий в основе углеродные волокна. Он будет значительно дешевле, безопаснее и долговечнее существующих литий-ионных батарей. Так же, новый аккумулятор очень быстро заряжается. Все подробности новой технологии пока решили не раскрывать. Сама новинка будет называться Ryden. В данный момент строится экспериментальная производственная линия. Ну а стартовую партию такой продукции планируют выпустить на свет уже к концу года. Ну а теперь обо всем подробнее.

Супер аккумулятор - батарейка Ryden

Power Japan Plus - японская компания разработчик рассказала про успешную разработку и испытания новой батарейки, под названием Ryden, которую в будущем планируют производить для масс.

 

 

 

Power Japan_Plus-0857Эта аккумуляторная угольная батарейка имеет выдающиеся качества, заряжаясь в двадцать раз быстрей, чем обычный литий-ионный её собрат. Так же, это новшество будет очень недорого и просто в производстве. Такие батарейки будут безопасны для окружающей среды. Их можно будет использовать для вашего электромобиля, где скорость зарядки является критичным параметром.

В мире электромобилей такая разработка особенно актуальна. Этот вид транспорта еще в совсем недавнем прошлом был символом исключительного дизайна, плохой эффективности и весьма небольшой дистанции езды при полностью заряженных аккумуляторах. Сегодня электрокары совершенствуются большими темпами, в развитых странах появляются специальные заправки и сервисные центры для них. Тем не менее, главной их проблемой сегодня, все же, остаются аккумуляторы, не дающие совершить "решающий победный рывок".

Новый углеродный аккумулятор описание

Углерод является главным и единственным активным материалом, применяемым в новых батарейках. Батарея от компании Power Japan Plus, разрабатываемая вместе с сотрудниками Университета Кюсю (Kyushu University) должна помочь совершить рывок. Изобретатели позиционируют данную батарейку как "двухугольную", потому, что в ней оба электрода сделаны из углерода. Ученые утверждают, что дизайн новшества позволил иметь высокую энергоемкость и исключительную скорость заряда вместе с безопасностью и экономичностью эксплуатации.Разработка аккумуляторных элементов нового типа производится вместе с Университетом Кюсю.Компания, разработавшая новые аккумуляторы, утверждает, что их технология позволяет зарядить такой электрокар, как Nissan Leaf (аккумуляторная батарея, имеющая емкость 24 кВт*ч) всего лишь за 12 минут, в отличии от многих часов (примерно 8 часов) зарядки сегодняшних Li-Ion аккумуляторов. Так же и для 85 кВт*ч батарей топовых моделей Tesla Model S количество времени, требуемого на заряд уменьшится до 42 минут.

Power Japan_Plus-i_b27d21f7Новый углеродный аккумулятор производство

Представители компании Power Japan заявили, что энергоемкость новых элементов питания можно сравнить с энергоёмкостью литий-ионных аккумуляторов, которые используются сейчас во всем мире. Цена экземпляра новых батарей не будет отличаться от цены обычных литий-ионных батарей. Все это потому, что углерод является единственным активным ингредиентом батарейки, который достаточно широко распространен в природе и не может стоить дорого. В производстве элементов для новых батарей не придется прибегать к крупномасштабным изменениям в линиях производства. Также, сам формат элементов производства будет на сто процентов совмещаем с форматом современных аккумуляторных батарей, которые применяют в электрокарах и ноутбуках. Естественно, приспособить технологию и для питания мобильных гаджетов тоже не составит большого труда.

Новый углеродный аккумулятор из сырья органического происхождения

Новейшие двухугольные аккумуляторные батареи смогут выдерживать примерно 3 тыс. циклов разряда/заряда, когда простые литий-ионные братья могут Power Japan_Plus-000выдерживать в три раза меньше циклов. Так же новое изобретение можно будет разряжать до самого нуля и, при этом, никакого вреда элементам это может принести. Такие аккумуляторы не будут греться во время штатного заряда и разряда, из-за этого в электрокарах не будет надобности в специальной системе охлаждения. Такая термическая стабильность придает батарейкам большую безопасность, ведь все мы слышали о взрывающихся ноутбуках и мобильниках.Налаживать более-менее массовую выпуску первых партий таких аккумуляторов компания PJ планирует в конце этого года. Первое время батареи будут применять, внедряя в специализированные приборы из разных областей, например, на спутниках, в медицинских устройствах и т.д. Позже представители компании Power Japan планируют лицензировать эту технологию и другим производителям, которые, в свою очередь, смогут заниматься выпуском элементов для электротранспорта.

Японская компания разработала новый углеродный аккумулятор видео

< Предыдущая Следующая >
 

Новые материалы по этой тематике:

Старые материалы по этой тематике:

www.stevsky.ru

Новые свинцово-кислотные электрохимические системы

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям Опубликовано 22.03.2016 21:44 Автор: Abramova Olesya

Большинство электрохимических систем имеют относительно приемлемое время зарядки, на уровне 1 часа или около того. Аккумулированная в них энергия может быть потрачена за такое же время, из этого следует, что время заряда и разряда может быть примерно одинаковым. Но со свинцово-кислотным аккумулятором все немного сложнее - его можно разрядить за очень короткое время, а для заряда может потребоваться более 14 часов. Также ему периодически необходимо обслуживание для предупреждения сульфатации пластин и других деградирующих процессов.

Причиной такой длительной зарядки свинцово-кислотного аккумулятора являются его электрохимические свойства, а именно процесс формирования и растворения сульфата свинца на отрицательном электроде, состоящем из чистого свинца. При разряде на поверхности электрода образовывается сульфат свинца, а при зарядке он снова разлаживается на исходные компоненты. Процесс разложения происходит медленно, и если попытаться “ускорить” его увеличением зарядного тока, это вызовет появление избыточных электронов, которым будет некуда деваться, это, в свою очередь, приведет к разложению воды и возникновению газов. Со временем сульфат свинца может формировать кристаллы на электроде, что еще более снижает скорость зарядки.

На положительном электроде также формируется сульфат свинца, но на нем поддерживается высокая скорость заряда, в отличие от отрицательного. Новые свинцово-кислотные системы как раз и пытаются решить проблему отрицательного электрода, например, добавление углерода в его состав показывает многообещающие результаты.

Ученым уже на протяжении многих лет известно, что именно процесс накопления сульфатов является слабым местом классического свинцово-кислотного аккумулятора. Этот процесс из-за недостаточной шероховатости отрицательной пластины препятствует быстрой зарядке и приводит к деградации батареи. И для решения этих проблем была разработана технология добавления углерода в состав отрицательного электрода (катода). По сути это превращает батарею в квази-асимметричный суперконденсатор с улучшенными зарядными и разрядными характеристиками.

На рисунке 1 показано совмещение свинцовой отрицательной пластины из ячейки классического свинцово-кислотного аккумулятора с углеродным электродом для приобретения полезных свойств суперконденсатора.

Новые свинцово-кислотные аккумуляторы

Рисунок 1: Развитие классического свинцово-кислотного аккумулятора в продвинутый свинцово-углеродный. В состав отрицательного электрода добавляется углерод для придания батарее свойств суперконденсатора.

Продвинутые свинцово-углеродные аккумуляторы испытываются как замена классических стартерных для систем “старт-стоп” и в качестве составляющего элемента 48-вольтовой системы электропитания гибридного автотранспорта. Решающим преимуществом перед стандартной свинцово-кислотной батареей является возможность быстрой зарядки без повреждений. Хотя свинцово-углеродные аккумуляторы больше и тяжелее литий-ионных, они дешевле, могут эксплуатироваться при минусовых температурах и не нуждаются в принудительном охлаждении. В отличие от обычных свинцово-кислотных аккумуляторов, они могут работать в циклическом режиме с разрядами от 30 до 70% без риска сульфатации. Но есть и недостаток, схожий с особенностями суперконденсаторов - быстрое падение напряжения при разряде.

2. Разработки кампании Firefly Energy

В своих свинцово-кислотных аккумуляторах кампания Firefly Energy использует новый композитный материал, благодаря которому, по их утверждению, аккумулятор получается более легким, дольше служит и эффективнее использует активное вещество. Этот аккумулятор также является одним из немногих свинцово-кислотных, способных работать в течение длительного времени в случае частичного заряда. Отрицательная пластина такого аккумулятора состоит из вспененного углерода, покрытого пленкой из свинца, что позволяет ему показывать производительность на уровне никель-металл-гидридного аккумулятора, но при гораздо меньших производственных затратах. Firefly Energy была дочерней компанией корпорации Caterpillar, но в 2010 обанкротилась. Позже она была возрождена группой инвесторов под названием Firefly International Energy и сейчас производит линейку аккумуляторов под брендом Oasis для рынка США.

3. Биполярный аккумулятор Atrarveda

Подобно аккумулятору от Firefly Energy, технология кампании Atrarveda также основана на свинцово-кислотной электрохимической системе. В данной технологии используется запатентованный материал под названием Ebonex®, состоящий из керамики и оксидов титана. Токопроводящая пластина между ячейками аккумулятора состоит из частиц Ebonex®, помещенных в полимерную матрицу, с контактами из свинцового сплава по краям. С удельной энергоемкостью 50-60 Вт/кг эти аккумуляторы сравнимы с никель-кадмиевыми и хорошо подходят для высоковольтных приложений. Основанная в Великобритании, кампания Atrarveda имеет представительство и в США.

4. Axion Power

Компания Axion Power разработала электрическую батарею e3 Supercell, которая является гибридом аккумулятора и суперконденсатора. Положительный электрод в ней изготовлен из стандартного диоксида свинца, а отрицательный - из активированного углерода. Аккумуляторы компании Axion Power в сравнении со стандартными свинцово-кислотными предлагают более быстрое время зарядки и увеличенный срок службы при циклических глубоких разрядах, и, благодаря этому, находят применение в качестве источников питания для системы “старт-стоп” в гибридных автомобилях. Сочетание свинца и углерода на аноде позволило уменьшить общий вес батареи на 30%. Однако это сочетание также уменьшило удельную энергоемкость с 30-50 до 15-25 Вт/кг. Также недостатком является резкое снижение напряжения при разряде, но это известная проблема суперконденсаторов.

5. Ультрабатарея CSIRO

Аккумулятор, разработанный Австралийским Государственным Объединением Научных и Прикладных Исследований (CSIRO), сочетает в себе асимметричный суперконденсатор и свинцово-кислотную электрохимию, перенимая все вышеперечисленные плюсы этого свинцово-углеродного взаимодействия. Свойства конденсатора повышают эффективность зарядки и увеличивают срок службы батареи, выступая в качестве буфера во время заряда и разряда. Утверждается, что это продлевает срок службы аккумулятора в четыре раза по сравнению с классическим свинцово-кислотным, одновременно повышая мощность на 50%. Производитель также утверждает, что переход на эти батареи в гибридном автотранспорте обеспечит до 70% экономии в сравнении с нынешними. Как доказательство этого CSIRO аккумулятор участвовал в испытаниях на гибридном автомобиле Honda Insight HEV, где его результаты были оценены положительно. Главным преимуществом данного аккумулятора в противостоянии с классическими свинцово-кислотными является именно его способность к быстрой зарядке. CSIRO аккумулятор производится не только в Австралии, но и также в Японии по лицензии кампанией Furukawa.

6. EEStor

Компанией EEStor разрабатывается таинственный гибрид аккумулятора и суперкондесатора, который вызвал большой интерес в СМИ. Эта батарея использует керамический порошок титаната бария и утверждается, что ее удельная энергоемкость достигает 280 Вт*ч/кг, что превышает показатель литий-ионного аккумулятора. Информации об этой батарее довольно мало - производитель лишь ограниченно информирует о процессе разработки. Но даже эти немногочисленные заявления удивляют - ведь речь идет о крайне малом весе батарее, примерно на уровней одной десятой веса никель-металл-гидридного аккумулятора, используемого в гибридном транспорте; о стойкости к глубоким циклическим разрядам; о времени зарядки за 3-6 минут; об отсутствии в составе вредных материалов; о более низких производственных затратах в сравнении с классическим свинцово-кислотным аккумулятором; и о саморазряде всего лишь в 0,02% в месяц. Но исследования, проведенные в 2013 году, выявили слабое место этой батареи - высокое внутреннее сопротивление, так что разработка и совершенствование этого, без сомнения, перспективного источника электроэнергии продолжается.

7. Усовершенствованный затопленный аккумулятор (Enhanced Flooded Battery - EFB)

Автопроизводители в курсе о дополнительной нагрузке на обычный стартерный аккумулятор при наличии в автомобиле системы “старт-стоп”. С этой нагрузкой может справится AGM аккумулятор, но его стоимость не позволяет ему получить широкое использование. Именно поэтому были предприняты усилия для разработки новой усовершенствованной версии классического затопленного аккумулятора. Тесты показывают, что EFB аккумулятор все же уступает AGM, но в целом справляется с возложенными на него задачами. Это вкупе с более доступной стоимостью делают его перспективным вариантом для использования в гибридных автомобилях с системой “старт-стоп”.

Последнее обновление 2016-02-16

best-energy.com.ua

углеродные нанотрубки придут на смену литий-ионным аккумуляторам / PC, исследование, аккумулятор, идея, концепт, дизайн, смартфон, планшет, часы

В наши дни батарейки и аккумуляторы, обеспечивающие электропитание широкого спектра гаджетов, производятся из таких токсических материалов, как литий. Между тем мировые запасы этого материала постепенно исчерпываются, да и токсичных отходов становится всё больше.

К тому же, несмотря на явный прогресс в эволюции электроники, за последние 25 лет аккумуляторные батареи не претерпели каких-то особых изменений - прорывов в этой области технологий не было с начала 1990-х. Следовательно, аккумуляторы - главный ограничитель прогресса мобильных устройств.

Однако теперь благодаря изобретению американских учёных электричество можно вырабатывать за счёт тепловой энергии, при этом не прибегая к применению токсических веществ.

Нить из парафина и углеродных трубок, которую создала команда инженеров Мичиганского технологического университета (Michigan Technological University), при нагревании преобразовывает тепловую энергию в электрический ток.

Но для начала нужно инициировать цепную реакцию: воспламенить одну из нитей, чтобы та заставила другие нити «отдавать» свои ионы - вырабатывать электрическую энергию. Для этого эти самые нити необходимо покрыть горючим составом. Но каким, спросите вы? Вот вам ответ: в качестве «топлива» (горючего компонента) можно использовать даже обычный сахар.

«Уникальность разработанных нами аккумуляторов заключается в том, что  углеродные нанотрубки могут работать на любом виде топлива, - говорит профессор химии Майкл Страно (Michael Strano). – Тепловые импульсы запускают «волны» электронов, создавая, таким образом, электрический ток».

Майкл Страно и его коллеги начали разработку этой технологии в 2010 году. За это время им удалось значительно повысить её эффективность, если сравнивать с первым прототипом. Так, последняя модель аккумулятора из углеродных нанотрубок может вырабатывать заряд, которого достаточно для работы одной LED-лампы. В то же время по оценкам самих инженеров, пока что потенциал новой технологии удалось освоить всего лишь на 1% от её возможностей.  

По словам учёных, уникальность их ноу-хау заключается ещё и в том, что  микроскопические размеры нанотрубок позволяют создавать очень компактные батарейки для нового поколения малогабаритной техники, которую можно будет «вшивать», например, в одежду.

Кроме этого, в отличие от обычных батареек, которые разряжаются, если ими долго не пользоваться, углеродные аккумуляторы обладают практически безграничным сроком службы.

«Результаты работы американских учёных наглядно демонстрируют, как уменьшив массо-габаритные параметры, можно увеличить объем и срок службы аккумуляторов», - говорит Курош Калантар-Задех (Kourosh Kalantar-Zadeh), профессор электро- и вычислительной техники из Королевского мельбурнского технологического института (Royal Melbourne Institute of Technology). - В будущем с помощью углеродных нанотрубок можно будет вырабатывать огромные объёмы электроэнергии».

www.qwrt.ru

Новые аккумуляторы заряжаются в 20 раз быстрее литий-ионных

Андрей Васильков

20 мая 2014

Компания Power Japan Plus совместно с Университетом Кюсю создала перезаряжаемый гальванический элемент, оба электрода которого состоят из органических соединений. По уверениям разработчиков, аккумуляторы нового типа способны заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Скоростная перезарядка батарей поможет сделать электромобили популярнее. Например, Nissan Leaf сможет восстановить полный заряд всего за двенадцать минут (вместо четырех часов), а более мощный Tesla Model S – за сорок две минуты.

С аккумуляторами Ryden электромобили получат больший запас хода (изображение: powerjapanplus.com).С аккумуляторами Ryden электромобили получат больший запас хода (изображение: powerjapanplus.com).

Из-за преобладания углерода в составе обоих электродов новинка получила название «двойная углеродная батарея» Ryden. Основным сырьём для их производства служит хлопок. Плотность энергии на единицу массы у новых источников питания сравнима с литий-ионными аккумуляторами, а стабильность параметров и расчётный срок эксплуатации гораздо выше.

Рабочее напряжение этих аккумуляторов чуть больше четырёх вольт. Значит, для питания мощных потребителей необходимо объединять в батарею меньшее количество таких элементов.

Разряжать их можно полностью без риска необратимой потери ёмкости, что повышает время автономной работы и упрощает обслуживание. Элементы Ryden слабо нагреваются в процессе работы, поэтому имеют низкую опасность возгорания и не требуют громоздких систем активного охлаждения. Кроме того, «двойные углеродные» батареи выдерживают три тысячи циклов перезарядки против тысячи у большинства литий-ионных.

Циклы заряда/разряда в литий-ионных и "двойных углеродных" аккумуляторах (изображение: e700.cn).Циклы заряда/разряда в литий-ионных и “двойных углеродных” аккумуляторах (изображение: e700.cn).

Особо отмечается, что выпуск аккумуляторов Ryden не требует значительных изменений в существующих производственных линиях. Их изготовление должно обходится дешевле, чем литий-ионных, поскольку для «двойных углеродных» батарей не требуются сложные системы безопасности.

«Лучшие из современных элементов питания сделали большой шаг вперед в отношении производительности, но достигнуто это было путём компромисса со стоимостью, надежностью и безопасностью, – поясняет технический директор Power Japan Plus Канамэ Такэя. – Двойные углеродные аккумуляторы Ryden уравновешивают этот баланс, демонстрируя превосходство параметров в каждой категории».

Отдельно отмечается, что утилизация отработанных элементов питания Ryden создаёт меньшую опасности загрязнения окружающей среды, так как все основные компоненты в них подвергаются биологическому разложению без образования токсичных веществ.

Профессор кафедры прикладной химии Университета Кюсю Тацумэ Исихара держит в руках прототип "двойного углеродного" аккумулятора типоразмера 18650 (фото: powerjapanplus.com).Профессор кафедры прикладной химии Университета Кюсю Тацумэ Исихара держит в руках прототип “двойного углеродного” аккумулятора типоразмера 18650 (фото: powerjapanplus.com).

Выпуск аккумуляторов Ryden типоразмера 18650 (используемых в том числе в ноутбуках) начнётся уже в этом году на базе собственного завода в Окинаве. Это позволит компании удовлетворить спрос на рынке надёжных элементов питания с высокой плотностью хранения энергии. Планируется, что первыми заказчиками станут также производители медицинских приборов и средств связи. Для мобильной техники и более мощных устройств (таких как электротранспорт) Power Japan пока не станет выпускать аккумуляторы самостоятельно. Вместо этого будет разработана бизнес-модель лицензирования по предоставлению соответствующих технологий сторонним производителям источников питания.

Детали устройства новых аккумуляторов пока не разглашаются. Подробные сведения о «двойных углеродных батареях» будут представлены сотрудниками Power Japan Plus в конце мая на ежегодной конференции по электротранспорту, которая пройдёт в Индианаполисе.

www.computerra.ru


Смотрите также