Marganets-sink elementi. (1) metall qopqoq, (2) grafit elektrod ("+"), (3) sink kosasi (""), (4) marganets oksidi, (5) elektrolit, (6) metall kontakt. Marganets-sink elementi, ... ... Vikipediya
RC 53M (1989) Sink anod bo'lgan simob-rux xujayrasi ("RC turi") galvanik element ... Vikipediya
Oxyride Battery Oxyride™ batareyalari Panasonic tomonidan ishlab chiqilgan bir martalik (qayta zaryadlanmaydigan) batareyalar uchun brend nomidir. Ular yuqori quvvat sarflaydigan qurilmalar uchun maxsus ishlab chiqilgan... Vikipediya
Vestonning oddiy elementi, simob-kadmiy elementi galvanik element bo'lib, uning emfsi vaqt o'tishi bilan juda barqaror bo'lib, har bir nusxada takrorlanishi mumkin. Yo'naltiruvchi kuchlanish manbai (VR) yoki kuchlanish standarti sifatida ishlatiladi... ... Vikipediya
SC 25 Kumush-rux batareyasi ikkilamchi kimyoviy oqim manbai bo'lib, anod kumush oksidi bo'lgan akkumulyator, presslangan kukun shaklida, katod aralashmasi ... Vikipediya
Har xil o'lchamdagi miniatyura batareyalari Miniatyura batareyasi, o'lchami tugmacha bo'lgan akkumulyator birinchi marta elektron texnologiyalarda keng qo'llanilgan. qo'l soati, shuning uchun ham ... Vikipediya deb ataladi
Simob-sink xujayrasi ("RC turi") - anod rux, katod simob oksidi va elektrolit kaliy gidroksid eritmasi bo'lgan galvanik hujayra. Afzalliklari: doimiy kuchlanish va katta energiya zichligi va energiya zichligi. Kamchiliklari: ... ... Vikipediya
Katod sifatida marganets dioksidi, anod sifatida kukunli sink va elektrolit sifatida ishqor eritmasi, odatda kaliy gidroksidi ishlatiladigan marganets-sink galvanik elementi. Mundarija 1 Ixtiro tarixi ... Vikipediya
Nikel-sink batareyasi kimyoviy oqim manbai bo'lib, unda sink anod, kaliy gidroksidi litiy gidroksid qo'shilishi bilan elektrolit va nikel oksidi katoddir. Ko'pincha NiZn qisqartiriladi. Afzalliklari: ... ... Vikipediya
Yilni sink-havo batareyalarining ommaviy bozorga chiqishi kichik o'lchamli manbalar bozori segmentidagi vaziyatni sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin. avtonom elektr ta'minoti noutbuklar va raqamli qurilmalar uchun.
Energiya muammosi
va so'nggi yillarda noutbuklar va turli xil raqamli qurilmalar parki sezilarli darajada oshdi, ularning aksariyati bozorda yaqinda paydo bo'ldi. Mashhurlikning oshishi tufayli bu jarayon sezilarli darajada tezlashdi mobil telefonlar. O'z navbatida, ko'chma elektron qurilmalar sonining tez o'sishi avtonom elektr energiyasi manbalariga, xususan, elektr energiyasiga bo'lgan talabning sezilarli darajada oshishiga olib keldi. har xil turlari
batareyalar va akkumulyatorlar. Biroq, ta'minlash zarurati katta miqdor batareyali portativ qurilmalar muammoning faqat bir tomoni. Shunday qilib, ko'chma elektron qurilmalarning rivojlanishi bilan elementlarning zichligi va ularda ishlatiladigan mikroprotsessorlarning quvvati faqat uch yil ichida oshadi, ishlatiladigan PDA protsessorlarining soat chastotasi kattalik bilan oshdi; Kichkina monoxrom ekranlar o'rnini kattaroq ekran o'lchamlariga ega yuqori aniqlikdagi rangli displeylar egallaydi. Bularning barchasi energiya sarfini oshirishga olib keladi. Bundan tashqari, portativ elektronika sohasida yanada miniatyuralashtirishning aniq tendentsiyasi mavjud. Sanab o'tilgan omillarni hisobga olgan holda, ishlatiladigan batareyalarning energiya zichligi, quvvati, chidamliligi va ishonchliligini oshirish muhim omillardan biri ekanligi ayon bo'ladi.
eng muhim shartlar portativ elektron qurilmalarni yanada rivojlantirishni ta'minlash. Qayta tiklanadigan avtonom energiya manbalari muammosi portativ shaxsiy kompyuterlar segmentida juda keskin.
Zamonaviy texnologiyalar ish harorati PEM (Proton almashinuvi membranasi) va DMCF (to'g'ridan-to'g'ri metanol yoqilg'i xujayralari) kabi. Ushbu elementlar uchun yoqilg'i sifatida metil spirtining (metanol) 3 suvli eritmasi ishlatiladi.
Biroq, yoqilgan bu bosqichda kimyoning kelajagini tasvirlab bering yonilg'i xujayralari faqat ichida pushti ohanglar bu haddan tashqari optimistik bo'lar edi. Gap shundaki, portativ elektron qurilmalarda yonilg'i xujayralarini ommaviy taqsimlashda kamida ikkita to'siq mavjud. Birinchidan, metanol juda zaharli moddadir, bu shuni ko'rsatadiki talablarning ortishi yonilg'i patronlarining mahkamligi va ishonchliligiga. Ikkinchidan, o'tishning maqbul tezligini ta'minlash kimyoviy reaksiyalar Past ish haroratiga ega yonilg'i xujayralari katalizatorlardan foydalanishni talab qiladi. Hozirgi vaqtda PEM va DMCF hujayralarida platina va uning qotishmalaridan tayyorlangan katalizatorlar qo'llaniladi, ammo bu moddaning tabiiy zahiralari kichik va uning narxi yuqori. Platinani boshqa katalizatorlar bilan almashtirish nazariy jihatdan mumkin, ammo hozircha bu yo'nalishda tadqiqot olib boradigan jamoalarning hech biri maqbul alternativani topa olmadi. Bugungi kunda platina deb ataladigan muammo portativ shaxsiy kompyuterlar va elektron qurilmalarda yonilg'i xujayralarini keng qo'llash yo'lidagi eng jiddiy to'siqdir.
1 Bu standart batareyadan ishlash vaqtini bildiradi.
2 Yoqilg'i xujayralari haqida ko'proq ma'lumotni 2005 yil 1-sonida chop etilgan "Yoqilg'i xujayralari: umid yili" maqolasida o'qishingiz mumkin.
Vodorod gazida ishlaydigan 3 ta PEM hujayralari metanoldan vodorod ishlab chiqarish uchun o'rnatilgan konvertor bilan jihozlangan.
Sink havo elementlari
Garchi bir qator nashrlar mualliflari sink-havo batareyalari va akkumulyatorlarni yonilg'i xujayralarining pastki turlaridan biri deb hisoblashsa-da, bu mutlaqo to'g'ri emas. Sink havo elementlarining tuzilishi va ishlash printsipi bilan tanishib, hatto ichida umumiy kontur, biz ularni alohida sinf sifatida ko'rib chiqish to'g'riroq degan to'liq aniq xulosaga kelishimiz mumkin avtonom manbalar ovqatlanish.
Sink havo xujayrasi dizayni gidroksidi elektrolitlar va mexanik ajratgichlar bilan ajratilgan katod va anodni o'z ichiga oladi. Katod sifatida gaz diffuziya elektrodi (GDE) ishlatiladi, uning suv o'tkazuvchan membranasi u orqali aylanib yuradigan atmosfera havosidan kislorod olish imkonini beradi. "Yoqilg'i" - bu hujayraning ishlashi jarayonida oksidlangan sink anod, oksidlovchi vosita esa "nafas olish teshiklari" orqali kiradigan atmosfera havosidan olingan kisloroddir.
Katodda kislorodning elektroreduksiya reaktsiyasi sodir bo'ladi, uning mahsulotlari manfiy zaryadlangan gidroksid ionlaridir:
O 2 + 2H 2 O +4e 4OH –.
Gidroksid ionlari elektrolitda sink anodiga o'tadi, bu erda sink oksidlanish reaktsiyasi sodir bo'lib, tashqi kontur orqali katodga qaytib keladigan elektronlarni chiqaradi:
Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.
Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H 2 O.
Ko'rinib turibdiki, sink-havo xujayralari kimyoviy yonilg'i xujayralari tasnifiga kirmaydi: birinchidan, ular iste'mol qilinadigan elektroddan (anod) foydalanadilar, ikkinchidan, yoqilg'i dastlab hujayra ichiga joylashtiriladi va tashqaridan ta'minlanmaydi. operatsiya vaqtida.
Sink-havo elementining bir xujayrasi elektrodlari orasidagi kuchlanish 1,45 V ni tashkil qiladi, bu gidroksidi (ishqoriy) batareyalarga juda yaqin.
Agar kerak bo'lsa, yuqori kuchlanishni olish uchun ketma-ket ulangan bir nechta hujayralar batareyaga birlashtirilishi mumkin.
Sink juda keng tarqalgan va arzon materialdir, shuning uchun sink-havo hujayralarini ommaviy ishlab chiqarishni yo'lga qo'yishda ishlab chiqaruvchilar xom ashyo bilan bog'liq muammolarga duch kelmaydilar. Bundan tashqari, dastlabki bosqichda ham bunday quvvat manbalarining narxi ancha raqobatbardosh bo'ladi.
Bundan tashqari, sink havo elementlari juda ekologik toza mahsulotlar bo'lishi muhimdir. Ularni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan materiallar atrof-muhitni zaharlamaydi va ularni qayta ishlashdan keyin qayta ishlatish mumkin. Sink havo elementlarining reaktsiya mahsulotlari (suv va sink oksidi) ham odamlar va atrof-muhit uchun mutlaqo xavfsizdir sink oksidi hatto chaqaloq kukunining asosiy komponenti sifatida ishlatiladi;
Sink havo elementlarining ma'lum bir kamchiliklari - kiruvchi havoning nisbiy namligining elementning xususiyatlariga ta'siri. Masalan, havoning nisbiy namligi 60% bo'lgan sharoitda ishlashga mo'ljallangan sink havo elementi uchun namlik 90% gacha ko'tarilganda, xizmat muddati taxminan 15% ga kamayadi.
Batareyalardan batareyalarga
Sink-havo hujayralarini amalga oshirishning eng oson varianti bir martalik batareyalardir. Sink havo elementlarini yaratishda katta hajm va quvvat (masalan, elektr stantsiyalari uchun mo'ljallangan). transport vositalari) sink anodli kassetalar almashtirilishi mumkin. Bunday holda, energiya zaxirasini yangilash uchun ishlatilgan elektrodlar bilan kassetani olib tashlash va uning o'rniga yangisini o'rnatish kifoya. Ishlatilgan elektrodlarni ixtisoslashgan korxonalarda elektrokimyoviy usul yordamida qayta ishlatish uchun tiklash mumkin.
Agar portativ shaxsiy kompyuterlar va elektron qurilmalarda foydalanish uchun mos bo'lgan ixcham batareyalar haqida gapiradigan bo'lsak, batareyalarning kichik o'lchamlari tufayli almashtiriladigan sink anodli kassetalar bilan variantni amaliy amalga oshirish mumkin emas. Shuning uchun bozorda mavjud bo'lgan ixcham sink havo hujayralarining aksariyati bir martalikdir. Bir martali ishlatiladigan kichik o'lchamli sink-havo batareyalari Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, shuningdek, mahalliy Energia korxonasi tomonidan ishlab chiqariladi. Bunday quvvat manbalarini qo'llashning asosiy yo'nalishlari - eshitish asboblari, portativ radiostantsiyalar, fotografik uskunalar va boshqalar.
Hozirgi vaqtda ko'plab kompaniyalar bir martalik sink havo batareyalarini ishlab chiqaradilar
Bir necha yil oldin AER noutbuklar uchun mo'ljallangan Power Slice sink havo batareyalarini ishlab chiqardi. Ushbu elementlar Hewlett-Packard kompaniyasining Omnibook 600 va Omnibook 800 seriyali noutbuklari uchun mo'ljallangan;
ularning batareya muddati 8 dan 12 soatgacha bo'lgan. Asos sifatida, qayta zaryadlanuvchi sink-havo xujayralari (batareyalar) yaratish imkoniyati ham mavjud bo'lib, ularda tashqi oqim manbai ulanganda anodda sinkni pasaytirish reaktsiyasi sodir bo'ladi. Biroq, amaliy amalga oshirish shunga o'xshash loyihalar uzoq vaqt davomida; anchadan beri sabab bo'lgan jiddiy muammolarga to'sqinlik qiladi sink Sink oksidi gidroksidi elektrolitda yaxshi eriydi va erigan shaklda anoddan uzoqlashib, elektrolitning butun hajmi bo'ylab tarqaladi. Shu sababli, tashqi oqim manbasidan zaryad olayotganda, anodning geometriyasi sezilarli darajada o'zgaradi: sink oksididan olingan sink anod yuzasida uzun shpiklarga o'xshash lenta kristallari (dendritlar) ko'rinishida to'planadi. Dendritlar ajratgichlarni teshib o'tib, batareya ichida qisqa tutashuvga olib keladi.
Quvvatni oshirish uchun sink-havo xujayralari anodlari maydalangan kukunli sinkdan tayyorlanganligi sababli bu muammo yanada og'irlashadi (bu elektrodning sirt maydonini sezilarli darajada oshirishga imkon beradi). Shunday qilib, zaryadlash va tushirish davrlari soni ortishi bilan anodning sirt maydoni asta-sekin kamayib, hujayraning ishlashiga salbiy ta'sir qiladi.
Bugungi kunga kelib, ixcham sink-havo batareyalarini yaratish sohasida eng katta muvaffaqiyatga Sinc Matrix Power (ZMP) erishdi. ZMP mutaxassislari akkumulyatorni zaryadlash jarayonida yuzaga keladigan asosiy muammolarni hal qilgan noyob Sink Matrix texnologiyasini ishlab chiqdilar. Ushbu texnologiyaning mohiyati gidroksid ionlarining to'siqsiz kirib borishini ta'minlaydigan polimer bog'lovchidan foydalanishdir, lekin shu bilan birga elektrolitda erigan sink oksidining harakatini bloklaydi. Ushbu yechimdan foydalanish tufayli kamida 100 zaryadlash-razryad aylanishi uchun anodning shakli va sirt maydonida sezilarli o'zgarishlarni oldini olish mumkin.
Sink-havo batareyalarining afzalliklari uzoq vaqt ish va yuqori o'ziga xos energiya zichligi, eng yaxshi lityum-ion batareyalardan kamida ikki baravar ko'p. Sink-havo batareyalarining o'ziga xos energiya zichligi 1 kg vazn uchun 240 Vt ga etadi va maksimal quvvat 5000 Vt / kg ni tashkil qiladi.
ZMP ishlab chiquvchilari fikriga ko'ra, bugungi kunda taxminan 20 Vt energiya quvvatiga ega portativ elektron qurilmalar (mobil telefonlar, raqamli pleyerlar va boshqalar) uchun sink-havo batareyalarini yaratish mumkin. Bunday quvvat manbalarining minimal mumkin bo'lgan qalinligi faqat 3 mm. Noutbuklar uchun sink-havo batareyalarining eksperimental prototiplari energiya quvvati 100 dan 200 Vt soatgacha.
Sink Matrix Power mutaxassislari tomonidan yaratilgan sink-havo batareyasining prototipi
Yana bir narsa muhim qadr-qimmat sink-havo batareyalari xotira effekti deb ataladigan narsaning to'liq yo'qligi. Boshqa turdagi batareyalardan farqli o'laroq, sink-havo xujayralari energiya sig'imini buzmasdan har qanday zaryad darajasida qayta zaryadlanishi mumkin. Bundan tashqari, lityum batareyalardan farqli o'laroq, sink-havo xujayralari ancha xavfsizroq.
Xulosa qilib aytganda, bir narsani eslatib o'tmaslik mumkin emas muhim voqea, bu sink-havo hujayralarini tijoratlashtirish yo'lida ramziy boshlang'ich nuqtaga aylandi: o'tgan yilning 9 iyunida Sink Matrix Power Intel korporatsiyasi bilan strategik shartnoma imzolanganini rasman e'lon qildi. Ushbu shartnoma shartlariga ko'ra, ZMP va Intel portativ shaxsiy kompyuterlar uchun yangi batareya texnologiyasini ishlab chiqish uchun kuchlarni birlashtiradi. Ushbu ishning asosiy maqsadlari qatoriga noutbuklarning batareya quvvatini 10 soatgacha oshirish kiradi. Amaldagi rejaga ko'ra, sink-havo batareyalari bilan jihozlangan noutbuklarning birinchi modellari 2006 yilda sotuvga chiqishi kerak.
Uzoq muddatli qo'llash doirasi sink havo batareyalari tibbiyotdan nariga o'tmadi. Ularning yuqori quvvati va uzoq xizmat muddati (faol bo'lmagan holatda) eshitish asboblari uchun bir martalik batareyalar o'rnini osongina egallashga imkon berdi. Ammo so'nggi yillarda avtomobil ishlab chiqaruvchilar orasida ushbu texnologiyaga qiziqish sezilarli darajada oshdi. Ba'zilar litiyga muqobil topilganiga ishonishadi. Bu rostmi?
Elektr transport vositasi uchun sink-havo akkumulyatori quyidagicha ishlab chiqilishi mumkin: elektrodlar bo'linmalarga bo'lingan idishga joylashtiriladi, ularda havo kislorodi adsorbsiyalanadi va kamayadi, shuningdek, anodli sarf materiallari bilan to'ldirilgan maxsus olinadigan kassetalar, bu holda sink granulalari. . Salbiy va musbat elektrodlar orasiga ajratuvchi o'rnatilgan. Elektrolit sifatida kaliy gidroksidning suvli eritmasi yoki sink xlorid eritmasidan foydalanish mumkin.
Katalizatorlar yordamida tashqaridan kelayotgan havo suvli elektrolitlar eritmasida rux elektrodini oksidlovchi gidroksil ionlarini hosil qiladi. Ushbu reaksiya jarayonida elektronlar ajralib chiqadi va elektr tokini hosil qiladi.
Afzalliklar
Jahon sink zahiralari taxminan 1,9 gigatonni tashkil qiladi. Agar biz hozirdan rux metallini jahon miqyosida ishlab chiqarishni yo‘lga qo‘ysak, bir-ikki yil ichida har biri 10 kVt/soat quvvatga ega milliardlab rux-havo akkumulyatorlarini yig‘ish mumkin bo‘ladi. Misol uchun, hozirgi litiy qazib olish sharoitida bir xil miqdorni yaratish uchun 180 yildan ortiq vaqt kerak bo'ladi. Sinkning mavjudligi ham batareyalar narxini pasaytiradi.
Chiqindilarni qayta ishlash uchun shaffof sxemaga ega bo'lgan sink havo hujayralari ekologik toza mahsulotlar bo'lishi ham juda muhimdir. Bu yerda ishlatiladigan materiallar atrof-muhitni zaharlamaydi va qayta ishlanishi mumkin. Sink havo batareyalarining reaktsiya mahsuloti (sink oksidi) ham odamlar va ularning atrof-muhit uchun mutlaqo xavfsizdir. Bolalar kukunida asosiy komponent sifatida sink oksidi ishlatilishi bejiz emas.
Elektr avtomobil ishlab chiqaruvchilari ushbu texnologiyaga umid bilan qarashlarining asosiy afzalligi shundaki yuqori zichlik energiya (li-iondan 2-3 baravar yuqori). Zotan, Sink-Airning energiya zichligi 450 Vt / kg ga etadi, ammo nazariy zichlik 1350 Vt / kg bo'lishi mumkin!
Kamchiliklar
Biz sink-havo batareyalari bilan ishlaydigan elektr transport vositalarini boshqarmaganimiz sababli, kamchiliklar mavjud. Birinchidan, bunday hujayralarni zaryadlash/zaryadlash davrlarining etarli soni bilan qayta zaryadlanuvchi qilish qiyin. Sink-havo batareyasining ishlashi paytida elektrolit shunchaki quriydi yoki havo elektrodining teshiklariga juda chuqur kirib boradi. Va yotqizilgan sink notekis taqsimlanganligi sababli, tarvaqaylab ketgan strukturani hosil qiladi, ko'pincha elektrodlar o'rtasida qisqa tutashuvlar paydo bo'ladi.
Olimlar vaziyatdan chiqish yo‘lini izlamoqda. Amerikaning ZAI kompaniyasi bu muammoni oddiygina elektrolitni almashtirish va yangi sink kartrijlarini qo'shish orqali hal qildi. Tabiiyki, buning uchun yoqilg'i quyish shoxobchalarining rivojlangan infratuzilmasi kerak bo'ladi, bu erda anod kassetasidagi oksidlangan faol material yangi sink bilan almashtiriladi.
Loyihaning iqtisodiy tarkibiy qismi hali ishlab chiqilmagan bo'lsa-da, ishlab chiqaruvchilar bunday "zaryadlash" narxi avtomobilni ichki yonish dvigateliga yonilg'i quyishdan ancha past bo'lishini ta'kidlamoqda. Bundan tashqari, faol materialni o'zgartirish jarayoni 10 daqiqadan ko'proq vaqtni talab qilmaydi. Hatto o'ta tezkorlar ham bir vaqtning o'zida o'zlarining potentsiallarining atigi 50 foizini to'ldirishlari mumkin. O'tgan yili Koreyaning Leo Motors kompaniyasi o'zining elektr yuk mashinasida ZAI sink-havo batareyalarini namoyish etdi.
Elektrokimyoviy energiyani saqlash texnologiyalari jadal rivojlanmoqda. NantEnergy kompaniyasi byudjetli sink-havo energiyasini saqlash batareyasini taklif qiladi.
Kaliforniyalik milliarder Patrik Soon-Shiong boshchiligidagi NantEnergy kompaniyasi narxi litiy-ionli hamkasblaridan sezilarli darajada past bo'lgan rux-havo energiya batareyasini (Sink-havo batareyasi) taqdim etdi.
Sink-havo energiya akkumulyatori
"Yuzlab patentlar bilan himoyalangan" batareya kommunal sanoatda energiya saqlash tizimlarida foydalanish uchun mo'ljallangan. NantEnergy ma'lumotlariga ko'ra, uning narxi bir kilovatt-soat uchun yuz dollardan kam.
Sink-havo batareyasining dizayni oddiy. Zaryad olayotganda elektr toki sink oksidini sink va kislorodga aylantiradi. Hujayradagi tushirish bosqichida sink havo bilan oksidlanadi. Ichkarida bitta batareya mavjud plastik quti, hajmi bo'yicha qog'ozlar uchun portfeldan unchalik katta emas.
Sink kam uchraydigan metall emas va lityum-ion batareyalar bilan bog'liq ravishda muhokama qilinadigan resurs cheklovlari sink-havo batareyalariga ta'sir qilmaydi. Bundan tashqari, ikkinchisida atrof-muhitga zararli elementlar deyarli yo'q va sink ikkilamchi foydalanish uchun juda oson qayta ishlanadi.
Shuni ta’kidlash kerakki, NantEnergy qurilmasi prototip emas, balki so‘nggi olti yil davomida “minglab turli joylarda” sinovdan o‘tgan ishlab chiqarish modelidir. Ushbu batareyalar "Osiyo va Afrikadagi 200 000 dan ortiq odamni quvvat bilan ta'minladi va butun dunyo bo'ylab 1000 dan ortiq uyali telefon minoralarida ishlatilgan".
Bunday arzon energiya saqlash tizimi "elektr tarmog'ini 24/7, 100% uglerodsiz tizimga aylantirish" imkonini beradi, ya'ni butunlay qayta tiklanadigan energiya manbalariga asoslangan.
Sink-havo batareyalari yangi emas, ular 19-asrda ixtiro qilingan va o'tgan asrning 30-yillaridan boshlab keng qo'llanilgan. Ushbu quvvat manbalarini qo'llashning asosiy yo'nalishlari - eshitish apparatlari, ko'chma radiostantsiyalar, fotografiya uskunalari ... Ruxning kimyoviy xossalaridan kelib chiqqan ma'lum bir ilmiy-texnik muammo qayta zaryadlanuvchi batareyalarni yaratish edi. Ko'rinib turibdiki, endi bu muammo katta darajada yengilgan. NantEnergy akkumulyator zaryadsizlanish va zaryadsizlanish davrini 1000 martadan ortiq takrorlashi mumkinligiga erishdi.
Kompaniya tomonidan ko'rsatilgan boshqa parametrlar qatorida: 72 soat avtonomiya va tizimning 20 yillik xizmat muddati.
Albatta, aniqlanishi kerak bo'lgan tsikllar soni va boshqa xususiyatlar bilan bog'liq savollar mavjud. Biroq, ba'zi energiya saqlash bo'yicha mutaxassislar texnologiyaga ishonishadi. O'tgan dekabr oyida o'tkazilgan GTM so'rovida respondentlarning sakkiz foizi energiya saqlash tizimlarida lityum-ion o'rnini bosadigan texnologiya sifatida rux batareyalariga ishora qildi.
Avvalroq Tesla rahbari Ilon Mask uning kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan litiy-ionli hujayralar (hujayralar) narxi joriy yilda 100 dollar/kVt/soatdan pastga tushishi mumkinligi haqida xabar bergan edi.
Arzon energiya saqlash texnologiyalari yo'qligi sababli o'zgaruvchan qayta tiklanadigan energiya manbalari, quyosh va shamol energiyasining tarqalishi go'yo sekinlashayotganini (sekinlashadi) deb tez-tez eshitamiz.
Bu, albatta, bunday emas, chunki energiya saqlash moslamalari energiya tizimining chaqqonligini (moslashuvchanligini) oshirish vositalaridan faqat bittasi, ammo yagona vosita emas. Bundan tashqari, ko'rib turganimizdek, elektrokimyoviy energiyani saqlash texnologiyalari jadal sur'atlar bilan rivojlanmoqda. nashr etilgan
Agar sizda ushbu mavzu bo'yicha savollaringiz bo'lsa, ularni loyihamiz mutaxassislari va o'quvchilariga so'rang.
Ixtiro birlamchi rux-havo kimyoviy oqim manbalari (VCCHIT) sohasiga taalluqlidir va avtonom quvvat manbalari sifatida ishlatilishi mumkin. Ixtiroga ko'ra, ishlab chiqarilgandan so'ng darhol yoki ishlatishdan oldin VTsHITga to'ldirilgan suyuq gidroksidi elektrolitli VTsHIT musbat va manfiy oqim o'tkazuvchi terminallar bilan jihozlangan qopqoqli korpusni va to'ldirish teshigini o'z ichiga oladi. vilka, bir yoki bir nechta gaz diffuziya katodlari, musbat terminalga elektr ulangan va "nafas olish" teshiklari tizimiga ega gaz kameralari, manfiy terminalga ulangan rux kukuni briketi shaklidagi rux anod va interelektrod bilan jihozlangan. gözenekli dielektrik materialdan tayyorlangan separator, bunda anod bir-biriga nisbatan bo'shliq bilan joylashtirilgan bir nechta tekis gözenekli briketlardan iborat bo'lib, parallel ravishda elektr bilan bog'langan, katodlar yuzasiga perpendikulyar VTSHIT o'rnatilgan briketlar tekisliklari bilan. Anodli briketlar rux kukunlarini quruq presslash va elektrolitda maksimal briket zichligini kamida 10÷20% qoldiq g'ovakligi bilan ta'minlaydigan kuch bilan kengaytirgich shishishi va elektrodlararo separator bilan o'ralgan holda ishlab chiqarilishi mumkin. Har bir anodli briket ajratuvchi bilan joylashtiriladi o'rindiqlar gofrirovka qilingan va teshilgan ikki stakan polimer material, kubokning pastki qismi va briket yuzasi o'rtasida bo'shliq hosil bo'lganda, chashka pastki qismidagi gofrirovkalarning yo'nalishi uzunlamasına o'qga burchak ostida bo'ladi. VTSHITga zaryadlangan elektrolitlar hajmi anoddagi ruxning umumiy massasiga nisbatan 0,4÷0,6 sm 3 /g ga teng. "Nafas olish" teshiklarining jismoniy parametrlari (bo'lim, uzunlik) nominal tushirish oqimining 3-4 barobariga teng bo'lgan cheklash oqimining qiymatiga qarab tanlanadi. Ishqoriy elektrolitda barqaror bo'lgan, g'ovak o'lchami bo'shatilgan anod briketidagi g'ovak o'lchamidan kattaroq bo'lgan va g'ovaklarning umumiy hajmi hajmidan kattaroq bo'lgan juda g'ovakli, elastik, gidrofil materialdan yasalgan kapillyar matritsa. VCHITga zaryadlangan elektrolitlar briketlar va katodlar orasidagi bo'shliqlarga joylashtirilishi mumkin. Katod kapillyar matritsaga mahkam o'rnashgan va uglerod qora va faollashtirilgan uglerod kukunlarining qisman gidrofoblangan aralashmasini to'rga bosish orqali amalga oshiriladi. Ixtironing texnik natijasi faol massadan foydalanish tezligini oshirishdir. 6 ish haqi f-ly, 2 kasal.
RF patenti uchun chizmalar 2349991
Ixtiro birlamchi rux-havo kimyoviy oqim manbalari (VCCHIT) sohasiga taalluqlidir va avtonom quvvat manbalari sifatida ishlatilishi mumkin.
Birlamchi VCHIT ma'lum bo'lib, u uglerod qora kukunlari (soat, grafit) va aralashmaga ishqoriy elektrolit qo'shilgan marganets dioksididan briketlarni bosish natijasida hosil bo'lgan musbat elektrod (katod) ni o'z ichiga oladi (Liman batareyasi, Texnik xususiyatlari TU 16-729.374-82, ILEV. 563212.003 TU). Ushbu taniqli VTsHIT ning kamchiliklari doimiy tushirish rejimida past oqim zichligi hisoblanadi.
Taniqli VTSKHIT-dan eng yaqini texnik mohiyati va erishilgan texnik natija - ishlab chiqarilgandan so'ng darhol yoki ishlatishdan oldin darhol hujayra ichiga to'ldirilgan, musbat va manfiy oqim o'tkazuvchi terminallar va to'ldirish teshigi bilan jihozlangan korpusga ega, vilka bilan yopilgan suyuq gidroksidi elektrolitli VCHIT. , bir yoki bir nechta gaz diffuziya katodlari, element tanasiga germetik tarzda o'rnatilgan, musbat terminalga elektr bilan bog'langan, gaz kameralari bilan jihozlangan va "nafas olish" teshiklari tizimi, rux kukuni briketi shaklidagi sink anodiga ulangan. manfiy terminal va g'ovakli dielektrik materialdan tayyorlangan elektrodlararo ajratuvchi (qarang: http://www.itpower.co.uk/investire/zmcrep/pdf: WP hisoboti "Uzilishli qayta tiklanadigan energiya uchun saqlash texnologiyalari bo'yicha tadqiqot", Saqlash texnologiyasi hisoboti, WPST9-Metal-havo tizimlari Proceedings 2002). Ushbu VTSHIT ning kamchiliklari:
Anod briketining qalinligi (yoki massasi) bo'yicha cheklov, ma'lum bir qiymatga erishgandan so'ng, anod briketi ichida tenglashtiruvchi oqimlarning paydo bo'lishiga olib keladi, bu elementning asosiy tushirish oqimiga qo'shimcha ravishda qo'shimcha oqimga olib keladi. anodning frontal zonasida sinkning erishi va chuqur yoki uning orqa qatlamlarida bir xil miqdordagi sinkning elektrokimyoviy cho'kishi. Sink cho'kma zonasida anodning porozligi pasayadi va u erda o'ziga xos elektrolitlar miqdori kamayadi. Bu hodisa anodning chuqur qatlamlarida sinkning passivlanishiga va anod materialining ayrim bo'limlarini elementning ishlashidan chiqarib tashlashga olib keladi;
Katta o'ziga xos sirt maydoni bo'lgan kukunli sinkdan foydalanish tufayli salbiy elektrodda anod materialidan (sink) samarasiz foydalanish. Bunday kukunlar o'z-o'zidan zaryadsizlanishning ko'payishi bilan tavsiflanadi, bu uzoq vaqt davomida (minglab soatlar) faol anod materialining sezilarli (30% gacha) samarasiz yo'qolishiga olib keladi.
Ixtironing texnik natijasi faol massadan foydalanish tezligini oshirish va shu tufayli VCHITning solishtirma quvvatini oshirishdan iborat.
Ko'rsatilgan texnik natija, ishlab chiqarilgandan so'ng darhol yoki ishlatishdan oldin VTSCHITga qayta to'ldirilgan suyuq gidroksidi elektrolitli havo-rux birlamchi kimyoviy oqim manbai (VPSCHIT) musbat va salbiy bilan jihozlangan qopqoqli korpusni o'z ichiga olganligi bilan erishiladi. oqim o'tkazuvchi terminallar va vilka bilan yopilgan to'ldirish teshigi, musbat terminalga elektr bilan ulangan va "nafas olish" teshiklari tizimiga ega gaz kameralari bilan jihozlangan bir yoki bir nechta gaz diffuziya katodlari, rux briketi shaklidagi sink anod. manfiy terminalga ulangan kukun va gözenekli dielektrik materialdan tayyorlangan elektrodlararo ajratgich, anod esa bir-biriga nisbatan bo'shliq bilan joylashtirilgan, parallel ravishda elektr bilan bog'langan bir nechta tekis g'ovakli briketlardan iborat bo'lib, briketlarning tekisliklari o'rnatiladi. katodlar yuzasiga perpendikulyar VTSHITda. VTSKHIT ning bunday amalga oshirilishi faol massa va o'ziga xos quvvatdan foydalanish tezligini oshirishga imkon beradi.
Anodli briketlarni rux kukunlarini quruq presslash va elektrolitda maksimal zichlikni kamida 10÷20% qoldiq g'ovaklikka ega bo'lgan briketlarning maksimal zichligini ta'minlaydigan kuch bilan kengaytiruvchi shishish va elektrodlararo separator bilan o'ralgan holda tayyorlash maqsadga muvofiqdir. Briketlarning bunday ishlab chiqarilishi bilan briketga chuqur elektrolitlar oqimini cheklash va shu bilan hujayraning ishlashi paytida sinkning korroziyasini kamaytirish mumkin. Briketlardagi sinkning sirt qatlamlari ishchi elementni tushirish jarayonlari uchun ochiq bo'lib qoladi. Elektrolitdagi ekspanderning shishishi tufayli anodli briketlardagi sinkning sirt qatlamlari faollashganda, bu zonadagi briketlarning g'ovakligi ortadi. Porozlikning oshishi elektrolitning briketlarga chuqur kirib borishiga va anodni tushirish jarayonining normal o'tishiga yordam beradi. Briket atrofida ajratgichdan foydalanish anodli briketlarning ranglanishiga to'sqinlik qiladi, bu kengaytirgich shishib ketganda mumkin.
Seperatorli har bir anodli briketni gofrirovka qilingan va teshilgan polimer materialdan tayyorlangan ikkita stakan o'rindiqlariga qo'yish tavsiya etiladi, bunda idishning pastki qismi va briket yuzasi o'rtasida bo'shliq hosil bo'ladi; kubokning pastki qismi kubokning bo'ylama o'qiga burchak ostida joylashgan. VTSHITdagi briketlarning bunday joylashishi anodni tushirishning butun davri davomida briketlar bo'ylab elektrolitning etarli ion o'tkazuvchanligini saqlashga yordam beradi. Ushbu o'tkazuvchanlik briketlardagi tenglashtiruvchi oqimlarning ta'sirini yo'q qiladi yoki keskin kamaytiradi va VCHIT ning ishlashi paytida anoddagi sinkning deyarli to'liq ishlatilishiga yordam beradi.
VTSHITga zaryadlangan elektrolitlar hajmi anoddagi ruxning umumiy massasiga nisbatan 0,4÷0,6 sm 3 /g bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Amaliyot tomonidan o'rnatilgan elektrolitlar va sink o'rtasidagi bu nisbat VCHIT hajmidan maksimal darajada foydalanish yoki maksimal quvvatga erishish imkoniyatini ta'minlaydi.
Nominal tushirish oqimini ta'minlaydigan "nafas olish" teshiklarining jismoniy parametrlari (bo'lim, uzunlik) maksimal tushirish oqimining qiymati (1/3-1/4) sifatida aniqlanishi tavsiya etiladi. Bu munosabat elementning yukiga qo'shimcha ravishda tushirish oqimining kattaligi ishlaydigan elementga kiradigan kislorod miqdoriga bog'liqligi bilan aniqlanadi. Katodda havo etishmovchiligi mavjud bo'lganda, cheklovchi oqim doimiy elektr yuki bilan VCHIT ning tushirish oqimi va kuchlanishi bir vaqtning o'zida kamaytirilganda amalga oshiriladi. Elementga ortiqcha havo kirishi VTsHIT kuchlanishining oshishiga olib kelmaydi, balki elementning massa o'tkazuvchanligini oshiradi. muhit. Bunday holda, agar element atrofida quruq havo bo'lsa va VTsHIT ishlamay qolsa yoki elektrolitlar tomonidan atmosfera namligini haddan tashqari singdirish, agar atrofda nam havo bo'lsa, elektrolitlar qurib ketishi mumkin, bu esa elektrolitning paydo bo'lishiga olib keladi. elementdan chiqib ketish uchun. Ikkala holat ham VTSHIT uchun standart emas. VTSHIT ga kiradigan havo miqdori o'lchovi "nafas olish" teshiklarining parametrlari (bo'lim, uzunlik) bilan belgilanadigan cheklovchi oqimning qiymati hisoblanadi. Amalda, "nafas olish" teshiklarining parametrlarini o'zgartirib, VTSCHITning nominal tushirish oqimidan 3-4 baravar ko'p bo'lishi kerak bo'lgan cheklash oqimining qiymati tanlanadi.
VTSKHIT dizaynining varianti - bu teshikli va gofrirovka qilingan plyonkali materialdan tayyorlangan stakanlar o'rniga briketlar va katodlar orasiga gidroksidi elektrolitga chidamli yuqori gözenekli elastik hidrofilik materialdan tayyorlangan kapillyar matritsa qo'yilgan. Kapillyar matritsaning g'ovak o'lchami bo'shatilgan anod briketidagi g'ovak hajmidan kattaroq bo'lishi kerak va umumiy g'ovak hajmi VCHITga zaryadlangan elektrolitlar hajmidan kattaroq bo'lishi kerak. Agar bu shartlar bajarilsa, kapillyar (elektrolitlar) matritsasida elektrolitlar mavjudligi VCHIT ajralishining istalgan bosqichida elektrolitning yuqori o'tkazuvchanligini va anod briketlarida elektrolitning optimal solishtirma miqdorini (0,4) ta'minlaydigan miqdorda ta'minlanadi. -0,6 sm 3 /g).
Kapillyar matritsadan foydalanishning asosiy xususiyati katodlarni gaz kameralarini anodlardan germetik ravishda ajratmasdan elementga o'rnatish qobiliyatidir. Hidrofil elektrolitlar matritsasi kapillyar bosim kuchlari (hidrofil matritsada bosim manfiy) tufayli butun elektrolit matritsada bo'ladi, undan oqib chiqmaydi va shu bilan uning gaz kameralarida yo'qligini ta'minlaydi. katodlar va havoning VCHITga erkin oqish imkoniyati.
Hujayraning anod kamerasida erkin elektrolitning yo'qligi suyuqlikni blokirovka qiluvchi hidrofobik qatlam bo'lmagan katodlardan foydalanishga imkon beradi. Bunday katod faqat faol qatlamga ega bo'lib, unda atmosfera kislorodini kamaytirishning elektrokimyoviy reaktsiyasi sodir bo'ladi. Katodning kapillyar matritsaga mahkam o'rnashishi va uglerod qora va faollashtirilgan uglerod kukunlarining qisman gidrofoblangan aralashmasini to'rga bosish orqali amalga oshirilishi tavsiya etiladi. Ushbu turdagi elektrodlar kichikroq qalinlikka ega, bu esa anod kamerasining hajmini oshirishga va natijada VCHIT quvvatini oshirishga imkon beradi.
Texnika holatini tahlil qilish shuni ko'rsatdiki, talabnomalarda bayon etilgan muhim xususiyatlarning da'vo qilingan to'plami noma'lum. Bu "yangilik" mezoniga javob beradi degan xulosaga kelishimizga imkon beradi.
Da'vo qilingan ixtironing "ixtirochilik bosqichi" mezoniga mos kelishini tekshirish uchun da'vo qilingan texnik yechimning prototipdan farq qiluvchi xususiyatlariga mos keladigan xususiyatlarni aniqlash uchun ma'lum texnik echimlarni qo'shimcha qidirish amalga oshirildi. Ma'lum bo'lishicha, da'vo qilingan texnik yechim texnikaning yuqori darajasidan aniq kelib chiqmaydi. Shuning uchun da'vo qilingan ixtiro "ixtirochilik bosqichi" mezoniga javob beradi.
Ixtironing mohiyati chizmalar va VTSHIT dizaynining tavsifi bilan tasvirlangan.
1-rasmda ushbu ixtiroga muvofiq ishlab chiqarilgan VTSHIT dizayni ko'rsatilgan.
2-rasmda VTSHIT dizaynining kapillyar matritsa bilan o'zgarishi ko'rsatilgan.
Katodlar (2) element korpusida (1) uning qarama-qarshi joylashgan yon devorlarida germetik tarzda o'rnatiladi. Katodlarning dizayni ham prototipga o'xshaydi. Elementdagi katodlar element ichidagi faol qatlam bilan joylashgan. Ular element korpusiga shunday o'rnatiladiki, korpus devori va katod o'rtasida kameralar (16) hosil bo'ladi. Ushbu kameralar havoning katodning butun yuzasi bo'ylab bir tekis taqsimlanishi uchun zarurdir. Har bir havo kamerasi uning pastki va yuqori qismlarida joylashgan kamida ikkita "nafas olish" teshigi (13) orqali atrofdagi atmosfera bilan aloqa qiladi. Havo kamerasidagi katod va element devori orasiga oraliqlar (4) o'rnatilgan bo'lib, ular katodning ichki bosim tufayli egilishiga yo'l qo'ymaydi. Katodning faol qatlami anod bilan aloqa qilishdan elektrodlararo ajratgich (3) bilan himoyalangan. Rux kukunlari va kengaytirgichni (kraxmal, karboksimetilselüloza, karbopol) quruq presslash yo'li bilan tayyorlangan anodli briketlar (6) har bir briketning o'rtasida joylashgan oqim kollektorlari (15) bilan jihozlangan. Har bir briket dielektrik materialdan, masalan, to'qilmagan polipropilendan tayyorlangan gözenekli separatorga (7) o'raladi. Anodli briketlar elementning ichki hajmida ular orasidagi bo'shliqlar bilan vertikal ravishda o'rnatiladi va katodlarning sirtlariga perpendikulyar joylashgan. Har bir anodli briket (6) ajratgich (7) bilan gofrirovka qilingan va teshilgan polimer materialdan tayyorlangan ikkita stakanga (14) joylashtiriladi, ularda briketlarni joylashtirish uchun o'tirish yuzasi va pastki va pastki o'rtasida kamera hosil qiluvchi qo'shimcha bo'shliq mavjud. briket yuzasi; kubokning pastki qismidagi gofrirovkalarning yo'nalishi uning uzunlamasına o'qiga (12) (taxminan 45 °) burchak ostida. Chashka bo'shlig'ining chuqurligi stakanlardagi anod briketlarini elementning ichki hajmiga (5) zich o'rashni ta'minlaydi.
Anodli briketlar yuqoridan ichki qopqoq (8) bilan qoplangan. Butun element qopqoq (9) bilan jihozlangan, uning ustida elektrodlardan oqim o'tkazgichlari, to'ldirish vilkasi (11) va suyuq elektrolitlar darajasi stabilizatori (10) mavjud. Qopqoq (9) element tanasiga germetik tarzda o'rnatiladi. Elementning dizayni uning zaxira nusxasini ishlatish imkoniyatini beradi. VTSHIT quruq zaryadlangan holda ishlab chiqariladi va uni suyuq gidroksidi elektrolit bilan to'ldirish vilkasi orqali to'ldirish orqali faollashtiriladi. Elektrolitlarsiz va "nafas olish" teshiklari muhrlangan holda, hujayra bir necha yil davomida sifatni yo'qotmasdan saqlanishi mumkin. VTSHIT quyidagicha ishlaydi. Elementni tiqin (11) bilan yopilgan to'ldirish teshigi orqali suyuq gidroksidi elektrolit bilan to'ldirgandan so'ng va "nafas olish" teshiklarini ochish orqali uni saqlab qo'ygandan so'ng, elementning chiqish terminallarida kuchlanish paydo bo'ladi.
Element zaryadsizlanish uchun yoqilganda, elektrodlarda elektrokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi, ular ushbu ixtironing kirish qismida tasvirlangan. Atrof-muhitdan "nafas olish" teshiklari orqali havo birinchi navbatda katodning gaz kamerasiga kiradi, so'ngra gidrofob suyuqlik to'siqni qatlamining teshiklari orqali diffuziya tufayli uning faol qatlamiga kiradi, bu erda kislorod ionlanishi sodir bo'ladi. Havoning og'ir komponenti bo'lgan kislorod iste'moli tufayli havo tarkibi o'zgaradi va uning zichligi pasayadi. Shu tufayli katodning gaz kamerasida pastdan yuqoriga konvektiv havo oqimi hosil bo'ladi. Egzoz havosi yuqori "nafas olish" teshigidan chiqadi va uni almashtirish uchun toza havoning bir qismi pastki "nafas olish" teshigi orqali kameraga so'riladi. Shunday qilib, katodda kislorod iste'moli elektrokimyoviy reaktsiya zonasiga havoning yangi qismlarini doimiy ravishda etkazib berishni ta'minlaydi. Element qopqog'ini yoki element tanasining yuqori darajasini ishlatadigan "nafas olish" teshiklarining yana bir tizimi mumkin. Ushbu tizimda toza havo katodning gaz kamerasida joylashgan va qopqoqdagi yoki korpusning yuqori qismidagi teshikni katodning gaz kamerasining pastki darajasi bilan bog'laydigan quvur orqali elementga so'riladi. Chiqish joylari qopqoqda yoki korpusning yuqori qismida joylashgan. Ushbu tizimdagi katod kamerasidagi havoning konvektiv harakati avvalgisiga o'xshash bo'ladi. Konvektiv havo oqimining intensivligi elementni tushirishning elektrokimyoviy reaktsiyasi bilan kislorodning yutilish tezligi bilan belgilanadi, ya'ni. tushirish oqimining kattaligi. Shunday qilib, tushirish oqimi va konvektiv havo oqimi miqdori o'rtasida avtomatik ulanish ta'minlanadi. Ushbu o'zaro bog'liqlik darajasi "nafas olish" teshiklarining gidravlik qarshiligi (diametri va uzunligi) bilan belgilanadi. Ushbu teshiklarning etarli darajada bo'lmagan kesimi konvektiv havo oqimini inhibe qiladi va kislorod miqdorini cheklaydi yoki xuddi shu sababga ko'ra elementning tushirish oqimining qiymatini cheklaydi. Agar teshiklarning tasavvurlar maydoni nominal qiymatdan kattaroq bo'lsa, tushirish oqimi oshmaydi, lekin konvektiv oqimning intensivligi va shu bilan birga elementning atrof-muhit bilan massa o'tkazish intensivligi ortadi. Natijada, hujayradagi elektrolitlar hajmi o'zgarishi mumkin. Atrof-muhit namligi o'rtacha (hisoblangan) qiymatdan yuqori bo'lsa, u ko'tariladi yoki quruqroq atmosferada kamayadi. "Nafas olish" teshiklarining jismoniy parametrlari (bo'lim, uzunlik) cheklov oqimining qiymatiga qarab eksperimental ravishda tanlanadi, bu nominal tushirish oqimidan 3-4 barobar ko'p bo'lishi kerak.
Cheklovchi oqimning qiymati shunday qiymat bilan aniqlanadi, unda doimiy qarshilik zaryadsizlanishi ostida elementning kuchlanishi barqarorlashmaydi, lekin monoton ravishda kamayadi.
Anodda katodlarga eng yaqin sink zarralari oksidlanadi. Ushbu jarayon bilan bir vaqtda kengaytiruvchi zarrachalarning elektrolitlar bilan o'zaro ta'siri sodir bo'ladi. Ekspander elektrolitda shishiradi va hajmini oshiradi. Ekspanderning shishgan zarralari yaqin atrofdagi sink zarralarini itarib yuboradi va mahalliy elektrolitlar miqdorini oshiradi, bu esa to'plangan tushirish mahsulotining salbiy ta'sirini kamaytiradi - sink oksidi. Sink oksidi sinkatlar bilan ortiqcha to'yingan bo'lsa, tushirish zonasida elektrolitlar eritmasidan cho'kma hosil bo'ladi. Anod briketlari tabiiy maksimal zichlikka yetguncha bosilganligi sababli, anod briketlarining ichki joylari elektrolitga amalda etib bo'lmaydi. Ushbu "quruq" joylar elektrolitlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi va shuning uchun korroziya jarayonlariga duchor bo'lmaydi. Korroziya jarayonlarini kamaytirishning qo'shimcha ta'siri eritmani püskürterek olingan sink kukunidan foydalanish hisoblanadi. Bunday kukunlar katta o'ziga xos sirt maydoniga ega emas va shuning uchun ularning elektrolitlar bilan o'zaro ta'sir qilish tezligi juda kam baholanadi. Anodlar o'zlarining tashqi qatlamlarida bo'shatish jarayonlarini boshdan kechiradilar, ular elektrolitdagi kengaytirgichning shishishi tufayli hajmni oshiradi va stakanlarning bo'shliqlarini asta-sekin to'ldiradi. Anod tushirish zonasi chuqurlashganda, zaryadsizlangan zonaning teshiklaridagi elektrolitlarning qarshiligi ortadi. Chiqarilgan zonaning teshiklaridan o'tadigan oqim chiziqlariga parallel ravishda, erkin elektrolitlar bilan to'ldirilgan briketlar o'rtasida bo'shliqlar mavjud. Bunda ion chiqarish toki anod briketlari bo’ylab shunday taqsimlanadiki, anod briketlarining tashqi yuzalari tushirish jarayoniga ulanadi va ularning ajralishi tashqi yuzalardan briketlarga oqib tushadi. Briketlarning qalinligi kamroq umumiy o'lchamlar va shuning uchun tushirish periferiyadan briketlarning markaziga qadar sodir bo'ladi. Bu ta'sir briketlarda sinkni to'liq tushirish shartlarini ta'minlaydi. Hajmi ortib borayotgan anodli briketlar oxir-oqibat stakanlarning butun hajmini to'ldiradi. Gofrirovkalarning stakanlarning o'qiga moyil joylashishi qo'shni stakanlar orasidagi kafolatlangan minimal bo'shliqni yaratadi, bu gofrirovka balandligining ikki barobariga teng. Stakanlarning gofrirovka qilingan pastki qismining qattiqligi, briketlardagi sink to'liq bo'shatilguncha, briketlar orasidagi minimal bo'shliqni saqlab turish uchun etarli. Ushbu bo'shliqdagi elektrolitning o'tkazuvchanligi briketlarni old tomondan markazga tushirish rejimini saqlab turadi. Anodli briketlarning yuqoriga qarab kengayishi ichki qopqoq (8) bilan cheklanadi. Ushbu qopqoq hujayraning yuqori qismida bo'sh joyni saqlaydi, unda qo'shimcha hajmdagi elektrolitlar to'planishi mumkin, masalan, atmosferadagi suv bug'ining elektrolitlar tomonidan so'rilishi natijasida hosil bo'ladi, agar ikkinchisi uzoq vaqt davomida bo'lsa. hujayralarning maqsadli foydalanish joylari uchun hisoblanganidan yuqori nisbiy namlik.
Seperatorli anodli briketlar stakanlarga joylashtiriladigan element konstruktsiyasining o'zgarishi 2-rasmda ko'rsatilgan kapillyar matritsali konstruktsiya bo'lib, unda ishqoriy elektrolitga chidamli yuqori gözenekli elastik gidrofil materialdan yasalgan kapillyar matritsa joylashtirilgan. briketlar va katodlar orasidagi bo'shliqlarda g'ovaklari chiqarilgan briketdagi g'ovak hajmidan kattaroq va g'ovak hajmi hujayra ichiga to'ldirilgan elektrolitlar hajmidan kattaroqdir. Kapillyar matritsalar (14) anod briketlari (6) orasiga joylashtiriladi va hujayraning ishlashi uchun zarur bo'lgan elektrolitning butun hajmini ushlab turadi.
Matritsadagi elektrolitlar kapillyar kuchlar tomonidan ushlab turiladi. Kapillyar matritsadan foydalanish oqim manbasining ishonchliligini oshiradi, chunki bu holda gaz kamerasini elektrolit bilan to'ldirishning asosiy imkoniyati katodning gaz kamerasiga kirishi mumkin bo'lgan katod plomba blokining mahkamligi buzilganligi sababli. elementda, yo'q qilinadi. Gaz kamerasi elektrolit bilan to'ldirilganda, uning "nafas olish" teshiklari yopiladi va katodga havo kirishi to'xtatiladi. Katodda kislorodning yo'qligi joriy ishlab chiqarishning elektrokimyoviy jarayonini to'xtatadi va shu bilan elementni o'chiradi. Matritsa materiali elektr o'tkazuvchan emas va elektrolitlar bilan kimyoviy ta'sir o'tkazmaydi. Bundan tashqari, matritsaning bosim kuchi ta'sirida elastik deformatsiya qilish qobiliyatini ta'minlaydi. Matritsadagi g'ovaklarning o'lchami shunday bo'lishi kerakki, u bir tomondan hujayraning yuqori qismidagi elektrolitlar hajmini boshqa tomondan sink briketlarining qo'shni joylarini tushirish imkoniyatini ta'minlaydigan miqdorda ushlab turadi; , uning g'ovaklarining kattaligi katta bo'lishi kerak (bo'shatilgan zonada hosil bo'lgan teshiklar) anodli briket. Agar bu shartlar bajarilsa, tizimning ion o'tkazuvchanligi saqlanib qoladi: kapillyar matritsa - briketlarning har qanday darajasida anodli briket. Chiqarish jarayonida kengayadigan anodli briketlar kapillyar matritsalarni siqib chiqaradi va elektrolitlarni matritsalardan briketlarga bosadi. Bu jarayon qo'shma gözenekli matritsa-briket tizimida doimiy elektrolitlar hajmini saqlab turadi. Kapillyar matritsadan foydalanilganda, katod matritsaga mahkam o'rnatilishini ta'minlagan holda, element tanasiga erkin (germetik emas) o'rnatilishi mumkin. Elektrolitni yutish uchun kapillyar matritsaning xususiyatidan foydalanib, uglerod qora va faollashtirilgan uglerod kukunlarining qisman gidrofoblangan aralashmasini to'rga bosish orqali qilingan kapillyar matritsaga mahkam yopishgan katoddan foydalanish mumkin. Bunday elektrodni ishlab chiqarish osonroq va elementning ishlashi paytida faolroq emas. Elektrolitlar qochqinning yo'qligi fizik hodisa - kapillyar bosim bilan ta'minlanadi, bu gidrofil matritsa uchun salbiy qiymatga ega. Kapillyar matritsalardan foydalanish gofrirovka qilingan va teshilgan stakanlarga ehtiyojni yo'q qiladi. Elementni zaryadsizlantirish jarayonida elektrolitlar g'ovakli muhitlar tizimining kapillyar muvozanatining fizik qonuniga muvofiq matritsa tomonidan doimiy ravishda ushlab turiladi va uni anod briketlariga ularning tushirish darajasiga (hajmning o'sish darajasi) mutanosib ravishda beradi. ). Yuqori gözenekli matritsadagi elektrolitlar qarshiligi anodlarning zaryadsizlangan zonasi teshiklaridagi qarshilikdan kamroq. Shu sababli, anod briketlarining tashqi yuzalarini tushirish jarayoniga ulanganda va ularning razryadlari tashqi yuzalardan oqib chiqadigan elektrolitga ega bo'lgan hujayralardagi kabi anod briketlari bo'ylab anod briketlari bo'ylab taqsimlanadi. briketlar. Briketlarning qalinligi nisbatan kichik bo'lishi uchun tanlangan, shuning uchun ularning chiqishi deyarli to'liq yuqori koeffitsient bilan sodir bo'ladi. foydali foydalanish sink (KPI). Amalda erishilgan KPI qiymatlari 0,92-0,95 darajasida. Ushbu ixtiroda tasvirlangan yuqori sig'imli sink havo elementining barcha dizayn xususiyatlaridan foydalanish 500 Vt / kg va 1100 Vt / l gacha bo'lgan o'ziga xos energiya darajalariga erishish imkonini beradi.
Yuqoridagilarga asoslanib, biz e'lon qilingan VTSHITni e'lon qilingan texnik natijaga erishish bilan amalda qo'llash mumkin degan xulosaga kelishimiz mumkin, ya'ni. u "sanoatda qo'llanilishi" mezoniga javob beradi.
IXTIRO FORMULA
1. Suyuq ishqoriy elektrolitli rux-havo birlamchi kimyoviy oqim manbai (VCCHIT), ishlab chiqarilgandan so'ng darhol yoki ishlatishdan oldin VCCHITga qayta to'ldiriladi, musbat va manfiy oqim o'tkazuvchi terminallar bilan jihozlangan qopqoqli korpus va yopiq to'ldirish teshigi. vilkasi bilan, bir yoki bir nechta gaz diffuziya katodlari musbat terminalga elektr bilan ulangan va "nafas olish" teshiklari tizimiga ega gaz kameralari bilan jihozlangan, manfiy terminalga ulangan rux kukuni briketi shaklidagi sink anod va g'ovakli dielektrik materialdan tayyorlangan elektrodlararo separator, anod bir-biriga nisbatan bo'shliq bilan joylashtirilgan, parallel ravishda elektr bilan bog'langan, VTSHITda o'rnatilgan briketlar tekisliklari yuzasiga perpendikulyar bo'lgan bir nechta tekis gözenekli briketlardan yasalganligi bilan tavsiflanadi. katodlardan.
2. 1-band bo'yicha VTSHIT, anodli briketlar rux kukunlarini quruq presslash va elektrolitda kengaytirgich shishishi bilan kamida 10% -20% qoldiq g'ovaklilik bilan maksimal briket zichligini ta'minlaydigan kuch bilan ishlab chiqariladi va elektrodlararo ajratgich bilan o'ralgan.
3. 1-bandga muvofiq VTSHIT, xarakterli xususiyati shundaki, har bir anodli briket ajratgichli gofrirovka qilingan va teshilgan polimer materialdan tayyorlangan ikkita stakan o'rindiqlariga joylashtiriladi, bunda idishning pastki qismi va briket yuzasi o'rtasida bo'shliq hosil bo'ladi. , kubokning pastki qismidagi gofrirovkalarning yo'nalishi uning uzunlamasına o'qiga burchak ostida.
4. 1-bandga muvofiq VTSKHIT, uning xarakteristikasi VTSKHITga zaryadlangan elektrolitlar hajmi anoddagi ruxning umumiy massasiga nisbatan 0,4÷0,6 sm 3 /g.
5. 1-bandga muvofiq VTSHIT, "nafas olish" teshiklarining fizik parametrlari (bo'lim, uzunlik) nominal tushirish oqimining 3-4 barobariga teng bo'lgan cheklash oqimining qiymatiga qarab tanlanishi bilan tavsiflanadi.
6. 1-bandga muvofiq VTsHIT, xarakterli xususiyati shundaki, g'ovak o'lchami g'ovakdan kattaroq bo'lgan briketlar va katodlar orasidagi bo'shliqlarga yuqori darajada g'ovakli, elastik, gidroksidi elektrolitlarga chidamli, gidrofil materialdan tayyorlangan kapillyar matritsa joylashtiriladi. chiqarilgan anod briketidagi o'lcham va umumiy hajmli gözenekler VTSHITga to'ldirilgan elektrolitlar hajmidan kattaroqdir.
7. 1 yoki 6-bandlarga muvofiq VTsHIT, xarakterli xususiyati katodning kapillyar matritsaga mahkam o'rnashishi va uglerod qora va faollashtirilgan uglerod kukunlarining qisman hidrofoblangan aralashmasini to'rga bosish orqali amalga oshirilishi.
