Gazmarket59.ru

Газ Маркет 59
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аккумулятор тепловой источник тока

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «Источники электрического тока»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Источники электрического тока

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц. Для существования электрического тока необходимы следующие условия: наличие свободных электрических зарядов в проводнике; наличие внешнего электрического поля для проводника.

♦ Сравни опыты, показанные на рисунках. Что общего и чем отличаются опыты? Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. Устройства, разделяющие заряды, т.е. создающие электрическое поле, называют источниками тока.

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 — 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока. Его первый источник тока – «вольтов столб» – был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

Механический источник тока — механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. До конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях; в результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака). Электрофорная машина

Тепловой источник тока – внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию. Термопара Если две проволоки из разных металлов спаять с одного края, а затем нагреть место спая, то в них возникает ток – заряды при нагревании спая разделяются. Термоэлементы применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях в качестве датчика температуры. Термоэлемент (термопара)

Энергия света c помощью солнечных батарей преобразуется в электрическую энергию. Солнечная батарея При освещении некоторых веществ светом, в них появляется ток – световая энергия превращается в электрическую энергию. В данном приборе заряды разделяются под действием света. Фотоэлементы применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах. Фотоэлемент

Электромеханический генератор. Заряды разделяются путем совершения механической работы. Применяется для производства промышленной электроэнергии. Электромеханический генератор Генератор (от лат. generator — производитель) – устройство, аппарат или машина, производящая какой-либо продукт.

3 2 1 ♦ Какие источники тока вы видите на рисунках?

Устройство гальванического элемента Гальванический элемент – химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.

Источники тока прошлого века…

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Батарея (элемент питания) – обиходное название источника электричества для автономного питания портативного устройства. Может представлять собой одиночный гальванический элемент, аккумулятор или их соединение в батарею для увеличения напряжения.

Аккумулятор – химический источник тока многоразового действия. Если поместить в раствор соли два угольных электрода, то гальванометр не показывает наличие тока. Если же аккумулятор предварительно зарядить, то его можно использовать в качестве самостоятельного источника тока. Существуют различные типы аккумуляторов: кислотные и щелочные. Заряды в них разделяются также в результате химических реакций. Аккумулятор Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.

Аккумулятор (от лат. accumulator — собиратель) – устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования.

♦ Назовите источники тока, обозначенные цифрами 1, 2, 3, 4, 5.

Классификация источников тока Источник тока Способ разделения зарядов Применение Фотоэлемент Действие света Солнечные батареи Термоэлемент Нагревание спаев Измерение температуры Электромехани-ческий генератор Совершение механической работы Производство промышленной электрической энергии Гальванический элемент Химическая реакция Фонарики, радиоприемники Аккумулятор Химическая реакция Автомобили

Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА) ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радиотрубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны и др.).

Применение источников тока ♦ Назовите приборы, изображённые на рисунках. 1 2 6 3 4 5

Что называется электрическим током? (Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.) 2. Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться? (Электрическое поле.) 3. Как можно создать электрическое поле? (С помощью электризации.) 4. Можно ли искру, возникшую в электрофорной машине, назвать электрическим током? (Да, так как имеет место кратковременное упорядоченное движение заряженных частиц.) Вопросы

5. Что является положительным и отрицательным полюсами источника тока? 6. Какие источники тока вы знаете? 7. Возникает ли электрический ток при заземлении заряженного металлического шарика? 8. Движутся ли заряженные частицы в проводнике, когда по нему идет ток? 9. Возьмите картофелину или яблоко, воткните в них медную и цинковую пластинки, а затем подсоедините к этим пластинкам лампочку 1,5 В. Что у вас получится? Вопросы

Читайте так же:
Как разобрать розетку теплого пола

Для опыта тебе понадобится: прочное бумажное полотенце, пищевая фольга, ножницы, медные монеты, поваренная соль, вода, два изолированных медных провода, маленькая лампочка (1,5 В). Инструкция Раствори в воде немного соли. Нарежь аккуратно бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет. Намочи бумажные квадратики в солёной воде. Положи друг на друга стопкой: медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета. Защищённый конец одного провода подсунь под стопку, второй конец присоедини к лампочке. Один конец второго провода положи на стопку сверху, второй тоже присоедини к лампочке. Что получилось? Домашний проект «Сделай батарейку»

Домашнее задание § 32, стр. 73-77, вопросы 1-8 (устно). Задание 1 (по желанию). Домашний проект. Сделать батарейку по инструкции.

Сегодня на уроке я узнал …. Теперь я могу … Было интересно… Знания, полученные сегодня на уроке, пригодятся… Рефлексия Продолжите фразу:

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Специфика преподавания технологии с учетом реализации ФГОС

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

Для существования электрического тока необходимы следующие условия:

1)наличие свободных электрических зарядов в проводнике;

2)наличие внешнего электрического поля для проводника.

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 — 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

Его первый источник тока – «вольтов столб» – был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

  • Рабан Сергей ВалентиновичНаписать 3115 02.04.2018

Номер материала: ДБ-1394195

  • Технология
  • Презентации
    02.04.2018 227
    02.04.2018 284
    02.04.2018 528
    02.04.2018 424
    02.04.2018 124
    02.04.2018 2028
    02.04.2018 238
    02.04.2018 631

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Минпросвещения создаст цифровую платформу для колледжей по конструированию программ

Время чтения: 2 минуты

В Воронеже всех школьников переведут на удаленку из-за COVID-19

Время чтения: 1 минута

Демоэкзамены включат в образовательные стандарты всех направлений подготовки СПО

Время чтения: 2 минуты

В Москве подписан Меморандум о развитии и поддержке классного руководства

Время чтения: 1 минута

Кравцов призвал создать федеральную систему учета успеваемости

Время чтения: 1 минута

Минобрнауки РФ планирует рассказывать о молодых ученых в формате Science Slam

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник бесперебойного питания

Для обеспечения снабжения электрическим током жилого помещения без перерыва существует несколько видов ИБП, которые классифицируются по исполняемым функциям. К ним относятся:

  1. Комплекс агрегатов, призванных подключаться автоматически при нарушении снабжения сетевой электроэнергии. Во время аварийных ситуаций автоматика самостоятельно принимает решение и подключает резервный источник питания, снабжающий дом и основные бытовые приборы. При этом сетевая линия отключается до момента возникновения подачи энергии;
  2. Постоянный источник электроснабжения. Эти приборы призваны обеспечивать постоянное снабжение электричеством жилой дом, что создает независимую от центральной линии систему, которая способна генерировать и накапливать энергию, используя аккумуляторы.
Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока используют в утюге

В обеих указанных выше системах имеется аккумуляторная батарея, которая является неотъемлемой их частью и используется в качестве накопителя и хранилища тока.


ИПБ

Также ИБП можно классифицировать, основываясь на принципе генерации электричества. В каждом из агрегатов есть свой источник питания: в первом случае это АКБ, которая накапливает ток во время работы приборов от центральной сети, а во втором – в качестве генерирующей силовой установки могут выступать солнечные батареи, бензиновый или дизельный генератор или ветряк. Подобная система особенно выгодна в отдаленных участках, при отсутствии поблизости центрального снабжения электричеством.

Фольксваген открыл завод по глубокой переработке литий-ионных аккумуляторов

В 2019 году сообщалась, что немецкий автомобильный концерн Фольксваген (Volkswagen, VW) начал строить завод по глубокой переработке литий-ионных аккумуляторов в Зальцгиттер (Salzgitter), ФРГ.

В пятницу автопроизводитель сообщил о запуске этой пилотной площадки.

По заявлению компании, она использует процесс замкнутого цикла для восстановления ценного сырья, такого как литий, никель, марганец и кобальт, из литий-ионных аккумуляторов. Цель состоит в том, чтобы обеспечить 90-процентную степень переработки этих материалов, а также алюминия, меди и пластика, которые затем можно снова использовать для производства новых батарей.

На построенном экспериментальном заводе перерабатываются только такие батареи, которые больше не могут использоваться для каких-либо других целей. То есть перед переработкой проводится анализ, подходят ли аккумуляторы для повторного использования в мобильных системах хранения, гибких станциях быстрой зарядки или мобильных зарядных роботах.

Большие объёмы батарей, которые совсем ни на что не годны, достигли конца своего жизненного цикла, появится не раньше конца десятилетия, говорится в сообщении VW. Поэтому пилотная установка в Зальцгиттер может ежегодно перерабатывать до 3600 аккумуляторных блоков. Это соответствует примерно 1500 тоннам. В дальнейшем возможно масштабирование.

Разработанный процесс переработки не требует энергоемкой плавки. Согласно заявлению Volkswagen, поставляемые аккумуляторные системы сначала глубоко разряжаются и разбираются. Затем отдельные части измельчают в гранулы, которые после этого сушат. Помимо алюминия, меди и пластмасс, в первую очередь получается ценный «черный порошок», который содержит важное сырье для аккумуляторов — литий, никель, марганец и кобальт, а также графит. Разделение и обработка отдельных веществ с помощью гидрометаллургических процессов — с использованием воды и химических реагентов — осуществляется специализированными партнерами.

Затем восстановленные вещества могут использоваться для производства новых батарей. «Таким образом, основные компоненты старых аккумуляторных элементов могут быть использованы при производстве нового катодного материала», — объясняет Марк Мёллер, руководитель отдела технических разработок и электронной мобильности Фольксваген. Исследования показали, что батареи, изготовленные из переработанных материалов, столь же эффективны, как и новые. Таким образом, Volkswagen поддержит собственное производство элементов восстановленным сырьем. «Поскольку спрос на батареи и, следовательно, на электронное сырье резко возрастет, мы сможем эффективно использовать каждый грамм восстановленного материала», — говорит Мёллер.

Новое производство также обеспечит сокращение выбросов парниковых газов и улучшит углеродный баланс электромобилей. По оценкам Volkswagen, сокращение выбросов CO2 составит около 1,3 тонны на одну батарею мощностью 62 киловатт-часа, которая производится с использованием катодов из переработанных материалов и на 100% экологически чистой электроэнергии.

«Мы внедряем экологически безопасный цикл вторичной переработки и, таким образом, являемся пионерами в отрасли в области защиты климата и поставок сырья», — сказал Томас Шмалл, член правления Volkswagen AG.

Прошлый год стал рекордным по продажам электромобилей в мире, но особенно бурный рост зафиксирован в Европе. Германия впервые опередила США. С ростом парка этих машин, будут расти и объемы отработанных аккумуляторов. Важно, что автопроизводители и специалисты по управлению отходами решают задачи переработки батарей уже на нынешней, начальной стадии развития рынка.

Функции теплового аккумулятора в многоконтурном отоплении

Преимущество накопительного бака заключается в возможности одновременно его применять с аккумуляцией энергии, как гидрострелку. В высоком баке на поверхности располагаются больше 4 патрубков. В некоторых случаях казалось достаточным только 2: для входа и выхода. Но в разных уровнях можно получать воду разной температуры. Следовательно, может быть получена высокая температура в контурах батарей, а также низкая температура для системы «теплый пол». Но обязательно следует использовать насосы, в которых есть схема термоконтроля. Вода может иметь разную температуру в одном уровне при заборе ее в разное время. Патрубки можно использовать не только для контуров в отоплении, но и для подключения разных котлов к тепловому аккумулятору.

Читайте так же:
Оборудование для наблюдение теплового действия электрического тока

Электронагревательные приборы

В настоящее время вам могут предложить большой выбор электрических источников тепла. Для того чтобы разобраться, необходимо знать, что вы хотите иметь дома в качестве источника тепла. Сегодня используются:

  • тепловентиляторы;
  • электроконвекторы;
  • инфракрасные обогреватели;
  • системы теплых полов;
  • теплонакопители;
  • электрические котлы.

Каждый из перечисленных типов приборов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Важно знать, как их правильно использовать, чтобы экономно обогреть свой дом.

Тепловентиляторы

Существует богатый модельный ряд этих приборов, отличающихся как по типу исполнения, так и по мощности. Это один из самых популярных электронагревательных приборов из-за простоты эксплуатации, современного дизайна и доступной цены. Выпускаются тепловентиляторы в настольном и напольном исполнении мощностью до 3 кВт. Прибор настольного исполнения оборудован автоматическим поворотом, что позволяет направлять теплый воздух в различные места помещения. Вентилятор, прогоняя воздух через нагревательные элементы, быстро повышает температуру. Нагревательные элементы могут быть выполнены в виде:

  • керамического нагревателя;
  • открытой спирали;
  • трубчатого нагревательного элемента.

Каждый элемент имеет свою температуру нагрева. Если температура открытой спирали составляет около 800°С, то керамического элемента — 200°С. При работе прибора находящаяся в воздухе пыль, попадая на открытый элемент, сгорает, из-за этого появляется неприятный запах. Приборы с открытой спиралью сушат воздух. Так что если вы решили обогревать помещение тепловентилятором, то рекомендуют приобретать его с керамическим нагревателем.

Многие типы приборов оборудуются вентиляторами с изменяющейся скоростью вращения, регулятором температуры и защитой от перегрева. Если у вас есть домашние животные, то тепловентилятором пользоваться не рекомендуется. При работе вентилятора на больших оборотах возникает повышенный шум. Обычно прибор используют в качестве дополнительного обогрева. Основное электроотопление частного дома тепловентиляторами малоэффективно и обычно не применяется.

Электроконвекторы

Работа конвектора основана на принципе естественной циркуляции воздуха — конвекции. Холодный воздух, попадая в прибор, нагревается и поднимается, однако сразу не выходит наружу из-за того, что жалюзи находятся на горизонтальной стенке обогревателя. При создании избыточного давления в корпусе конвектора воздух выходит горизонтально и только тогда поднимается. В отличие от других нагревателей конвекционного типа (масляные и электрорадиаторы), в конвекторе нагревательный элемент передает свою энергию непосредственно воздуху, что позволяет существенно увеличить коэффициент полезного действия прибора. Он составляет 95%.

Конвекторы выпускаются напольного и настенного исполнения. При правильной эксплуатации срок службы составляет 10-15 лет. Промышленность производит и плинтусные электроконвекторы. Их высота составляет 15 см, а длина — 1,5 м. Все электрические конвекторы оборудованы системами автоматики, что позволяет устанавливать температуру обогрева и время включения и отключения прибора. Конвекторы можно объединять в модули, создавая системы отопления, соединенные одной проводкой. Они на 30-35% экономичнее других конвекционных нагревателей. Электроконвекторы вполне смогут обеспечить электрическое отопление загородного дома небольшой площади или дачи в южных регионах страны.

Инфракрасные обогреватели

Принцип действия обогревателя основан на передаче тепловой энергии от источника к нагреваемому предмету при помощи волн инфракрасного диапазона. Иначе говоря, как солнце нагревает предметы, так их нагревает и обогреватель. В отличие от источников, рассмотренных выше, инфракрасный обогреватель нагревает не воздух, а предметы, на которые он направлен. При помощи обогревателя можно создать комфортные зоны в помещении, использовать как дополнительный источник тепла. Но как основное отопление загородного дома электричеством использовать нельзя.

Системы теплых полов

Электрические теплые полы — это система кабельного обогрева помещения. Она может быть выполнена в двух вариантах нагрева пола с помощью:

  1. Электрических нагревательных кабелей.
  2. Пленочных нагревателей.

При использовании первого варианта кабель укладывается либо под стяжку на предварительно выровненную поверхность, либо поверх стяжки. В обоих случаях пол надо утеплить, чтобы тепло уходило вверх. Для равномерного обогрева кабель укладывают с одинаковым шагом. Вы можете приобрести как отдельный кабель, так и нагревательные маты. Электрический кабель (нагревательная секция) может быть 1- или 2-жильным. Секция рассчитана на определенную обогреваемую площадь. Нагревательный мат — это кабель, уложенный на самоклеящуюся сетку с определенным шагом. Для недопущения перегрева кабеля и его излома в месте изгиба шаг должен быть не менее 10 см. Сверху укладывается половое покрытие (плитка, ламинат, линолеум). Ширина матов обычно 0,5 м.

Читайте так же:
Тепловой источник тока внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию

Пленочные нагреватели укладываются под любое покрытие — ковролин, ламинат, линолеум, паркет и др. Они представляют собой пленку, на которую нанесена углеродно-карбоновая паста в виде полос. При прохождении электрического тока полосы нагреваются и передают тепло полу. Обычно выпускают пленочные нагреватели шириной 60 см.

Если вы решили выбрать теплый пол как основное отопление частного дома электричеством, необходимо убедиться в правильном выборе системы. Для этого надо:

  • измерить площадь помещения, не занятую мебелью, отступив при этом на 5-10 см от стен и мебели;
  • подобрать систему обогрева, соответствующую свободной площади;
  • помнить, что после монтажа пола мебель переставлять можно только в местах, свободных от отопительных элементов.

Мощность системы основного отопления составляет 160-200 Вт/м², комфортного — 120-140 Вт/м². Теплые полы оснащаются терморегуяторами и программируемыми таймерами, что позволяет существенно сократить расход электроэнергии. Монтаж такой системы отопления дома своими руками не составит труда. Если вы не укладываетесь в выделенные лимиты мощности, можно использовать оптимизаторы нагрузки сети. Системы теплого пола с успехом могут использоваться как отопление каркасного дома электричеством.

Теплонакопители

Устройства служат для накопления тепловой энергии в ночное время и обогрев помещения днем. В качестве основной электрической системы отопления частного дома они использоваться не могут. Накопители выпускают двух видов:

  • статические (конвекционные);
  • динамические.

В корпусе устройства расположен открытый электронагреватель. В качестве аккумулятора тепла используются магнезитовые блоки, которые нагреваются до температуры 700°С. Днем они отдают накопленное тепло помещению. Конвекционный поток воздуха имеет постоянную температуру за счет установки смесительного клапана на выходе прибора. Температуру помещения задает владелец. Величину зарядки накопителя устанавливают встроенным регулятором. В динамическом теплонакопителе поток воздуха создает бесшумный встроенный вентилятор. Корпус накопителя хорошо теплоизолирован, так что при высокой температуре внутри наружные стенки остаются прохладными.

Как известно, электроэнергетическая система страны работает неравномерно. В утренние и вечерние максимумы система работает на предельных нагрузках. В ночное же время создается избыток электроэнергии. Электростанции не могут маневрировать мощностями, так как работают в базовом (стационарном) режиме. Чтобы привлечь потребителей, в ночное время (23.00-07.00) сделан льготный тариф. Для пользования им необходимо иметь двухзонный учет электроэнергии. Только в этом случае будет выгодно использовать электрические теплонакопители в качестве дополнительного источника тепла.

Электрокотлы

Котлы используются в качестве источника тепла в основной системе отопления дома. Особенно актуально их использование для частного дома, если в нем есть действующая водяная система отопления с твердотопливным котлом. Если возникла необходимость замены котла, а нет возможности подвести газ, то электрическое отопление в частном доме будет верным решением. Конечно, это дорогостоящий вид отопления, но наличие смонтированной системы не позволяет использовать другие варианты.

Котлы выпускаются 1-фазные (до 6 кВт) и 3-фазные (свыше 6 кВт). Установка 3-фазных котлов сопряжена с большим количеством дополнительных мероприятий:

  • получение разрешения на установку силовой сети 3-фазного тока;
  • разработка проекта;
  • изготовление заземляющего контура;
  • монтаж сети.

Все эти работы требуют немалых финансовых вложений и большой траты времени. Поэтому проще сделать электрическое отопление с 1-фазным котлом. Для этого варианта необходима установка счетчика с ночным учетом электроэнергии. В помещение, где будет установлен электрокотел, должна быть проложена дополнительная электропроводка. Котел питается от отдельного автомата.
Котлы, как правило, имеют несколько нагревательных элементов, что позволяет ступенчато изменять их мощность. Автоматика, которой оборудован котел, обеспечивает не только безопасное, но и экономичное отопление частного дома. Если система отопления работала на принципе естественной циркуляции, то для более эффективного ее использования устанавливается циркуляционный насос.

В системе водяного отопления можно использовать водяной теплоаккумулятор, что позволит сделать отопление электричеством более экономичным. Такие аккумуляторы выпускаются и нашей промышленностью. Обычно их объем ограничивается 1 м³, а мощность — 3,5 кВт. Но такой аккумулятор можно сделать своими руками. Необходимо только иметь навыки электросварочных работ. Перед тем как сделать теплоаккумулятор, необходимо определить место его установки. Объем выбирается в зависимости от площади дома и места, где он будет установлен. Теплоаккумулятор необходимо хорошо утеплить для минимизации теплопотерь.

Читайте так же:
Ударная розетка автосцепки тепловоза

Система работает так: ночью в работе отопительный котел. Аккумулятор отключен от системы, и теплоноситель в нем нагревается электричеством. Днем отключается котел, и вода, нагретая за ночь, циркулирует в системе.

Как работают такие батареи

В основе работы бета-гальванических батарей лежит принцип преобразования альфа- и бета-излучений радиоактивного вещества в обычный электрический ток, питающий всю современную технику. Как заверил Нима Голшарифи, созданным компанией источникам энергии можно придавать практически любую форму, другими словами, их можно выпускать в виде привычных многим батареек различных форматов – АА, 18650, CR2032 и др.

Конструкция бета-гальванической батареи состоит в первую очередь из радиоактивного сердечника, который выступает в качестве источника изотопов. Нима Голшарифи подчеркнул, что сердечник изготавливается из небольшого количества переработанных ядерных отходов.

Для того чтобы сделать батареи безвредными для людей и окружающей среды, специалисты Nano Diamond Battery покрыли «фонящий» сердечник специальными нерадиоактивными синтетическими алмазами, выращенными в лабораторных условиях. Это очень дешевые в производстве аналоги обычных алмазов.

Изотопы радиоактивного элемента в процессе так называемого «неупругого рассеяния» взаимодействуют с алмазным покрытием, и в итоге энергия бета-излучения преобразуется в электрический ток.

Столь значительный период работы батарей разработчики объяснили тем, что используемое в качестве сердечника вещество может оставаться радиоактивным сотни и тысячи лет. Они отметили также, что такие батареи могут вырабатывать чрезмерно большое количество энергии, которую они предлагают хранить в дополнительной «буферной» емкости. В качестве такой емкости могут служить суперконденсаторы, а в России, как сообщал CNews, как раз научились изготавливать их из бесполезного сорного растения – борщевика.

Литий-ионные аккумуляторы

Современные мобильные устройства уже сложно представить без литий-ионных аккумуляторов. Именно их разработка дала мощный толчок к развитию легких и миниатюрных решений источников питания, и, как следствие, миниатюризации всего сегмента мобильных гаджетов.

Сильными сторонами Li-ion являются высокая плотность аккумулируемой энергии, ее удельное значение, в большинстве случаев, составляет солидные 280 Вт*ч/кг, недостижимые при использовании аккумуляторов другого типа. Именно по этой причине Li-ion аккумуляторы используются не только для питания персональных гаджетов, но и для приведения в движение различных самокатов, велосипедов с электродвигателем и даже автомобилей.

Справедливости ради следует сказать, что «литий-ионный аккумулятор» — это обобщенное название целой группы электрохимических элементов, переносчиком заряда в которых выступают ионы лития. Разница заключается в составе материала катода и типе электролита.

Наибольшее распространение в бытовом сегменте получили литий-полимерные аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется специальный твердый полимер, а катодный и анодный материал нанесены на тонкие слои алюминиевой и медной фольги соответственно. Такое конструктивное решение позволяет производить аккумуляторы любой формы и размера, изящно «вписывая» их в разрабатываемые устройства.

Существенный недостаток твердого полимера — его плохая проводимость при нормальной температуре окружающей среды (+ 25 °С). Наилучшие показатели достигаются при увеличении температуры до + 60 °С, а это уже опасно с точки зрения обычного использования. Поэтому производители идут на небольшие ухищрения, добавляя к полимеру электролит в жидком или желеобразном состоянии.

Существенное отличие конструкции литий-ионных аккумуляторов от традиционной конструкции заключается в обязательном наличии разделительного сепаратора, исключающего свободное перемещение ионов лития, в моменты, когда аккумулятор не используется.

Другой элемент, который должен обязательно присутствовать в схеме аккумулятора — BMS-контроллер (Battery Management System), отвечающий за корректную и сбалансированную зарядку ячеек аккумулятора.

Li-ion аккумуляторы при высокой удельной емкости обладают малым весом. Для их зарядки нужно не так уж много времени. У них практически отсутствует эффект памяти и саморазряд. К аккумуляторам литий-ионного типа не предъявляется особых требований к соблюдению циклов заряда/разряда. Заряжать их можно в любое удобное время, не привязываясь к величине остаточного заряда элемента. Хранить Li-ion батареи рекомендуется наполовину заряженными.

Самым существенным недостатком литий-ионного элемента является его категорическое «нежелание» полноценно работать при отрицательных температурах. Эксплуатация литиевого элемента на морозе очень быстро приблизит его выход из строя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector