Файл: Отчет по практике Наименование практики Производственная практика проектная практика студент.docx

По мнению Цин Вана, данная версия потокового аккумулятора прекрасно подходит для стационарного применения, но для использования в электромобилях он должен быть усовершенствован.

Группа ученых из Департамента Энергетики США (United States Department of Energy) и Стэнфордского университета (Stanford University) создали батарею, которая, в отличие от традиционных проточных аккумуляторов, использует камеру только с одним потоком. Это позволило отказаться в ее конструкции от мембраны, которая имеет высокую стоимость и требует повышенного внимания и периодического обслуживания. В данном аккумуляторе используется электролит из лития и серы. Он вступает в реакцию с литием барьерного покрытия. Оно препятствует прохождению ионов и разрушению металла. Во время разряда, полисульфиды лития поглощают ионы лития, а при заряде ионы возвращаются в электролит.

Тесты доказали работоспособность аккумулятора после 2000 циклов перезарядки. Однако мощность потоковых аккумуляторов все также определяется размерами мембраны и электродов в генераторной ячейке, а также интенсивностью происходящих на них реакций. Очевидным путем повышения мощности топливной ячейки является увеличение площади поверхностей электродов и мембраны. Но специалисты компании Nanoflowcell (штаб-квартира Кильхберг, Швейцария) пошли по другому пути – объектом их изысканий стала сама жидкость. Они разработали инновационную систему носителя заряда Bi - ION, которую внедрили в потоковый аккумулятор. Помимо электроактивных веществ электролит содержит наночастицы, которые способны формировать в непосредственной близости от катода и анода пространственные структуры. В результате этого заряд формируется не только на поверхности электродов, но и в пространстве вокруг них, то есть в самой жидкости. Таким образом, пространство, в котором происходит реакция, оказывается гораздо больше обычного. Результаты исследований показали, что эта жидкость способна обеспечить плотность энергии 600 Вт•ч на литр. При этом у батареи Nanoflowcell практически полностью отсутствует склонность к саморазряду, а ресурс составляет около 10000 зарядных циклов. По заявлениям разработчиков, Bi-ION не воспламеняется и не обладает взрывчатыми свойствами. Производство данной жидкости значительно дешевле, чем изготовление литий-ионных аккумуляторов. Компоненты для Bi-ION не нужно искать по разным точкам мира. Электролит может быть изготовлен при наличии соответствующего оборудования в любой стране мира. Однако на сегодняшний день его состав строго засекречен

---

Преимущества и недостатки:

Проточные редокс-батареи и менее распространенные гибридные проточные батареи обладают преимуществами в плане гибкости компоновки (благодаря разделению активных составляющих), длительности срока службы (так как там не происходит фазовых переходов из твердого состояния в твердое), быстроты времени отклика, отсутствия потребности в «уравнивании» заряда (перезарядка батареи для обеспечения равным зарядом всех элементов) и отсутствия вредных выбросов. Некоторые типы также предлагают легкое изменение заряда (через зависимость напряжения от заряда), низкую стоимость обслуживания и допуск перезарядки и переразряду.

В сравнении с твердыми перезаряжаемыми батареями типа ионно-литиевых, проточные редокс-батареи, а также их аналоги на водной основе, в частности, могут работать при больших напряжении и плотности энергии. Эти технические достоинства делают проточные редокс-батареи отличным вариантом для хранения энергии в промышленных масштабах.

В качестве недостатка выступает плотность энергии, которая, хоть и сильно отличается, но все же ниже, чем у батарей типа ионно-литиевых.

Также в сравнении с нереверсивными топливными элементами или электролизерами, использующими простые электролитические соединения, проточные батареи, в основном, обладают несколько меньшим КПД.

Итог :

Анализ приведённых конструкций проточных аккумуляторов показал, что работы над ними еще в начальной стадии, однако уже есть конструкции очень близкие к серийному производству. Еще не изучены вопросы их долговечности. Не разработаны технологии производства и перезаправки. Но если эти проблемы решить, то, как показывают эксперименты, применение проточных аккумуляторов может привести к настоящей революции на рынке энергетики.

4. Заключение

Были проанализированы различные способы хранения энергии, развитые и разработанные за период 2016-2022 г.г. Была составлена сравнительная таблица характеристик способов хранения. Можно сделать выводы, что многие из способов являются перспективными, однако большинство из них требует специфичных условий применения (в частности, гравитационные способы хранения), также не исключены высокие затраты на обслуживание и повсеместное внедрение в существующую энергосистему.

Можно сделать вывод, что в целом, мировая энергетическая парадигма обуславливается вторым и третьим этапом энергоперехода расширением использования ископаемых энергоресурсов – газа, нефти и т.д.

---

Переход к возобновляемым источникам энергии подстегивает развитие различных способов хранения энергии, однако на сегодняшний день многие из них не получили широкого распространения в виду специфичности и ситуативности их эксплуатации, но, стоит отметить, что некоторые способы хранения энергии (например, электрохимические батареи) активно используются в повседневной жизни.

Список литературы

1. 
   Energy storage in the energy transition context: A technology review - A.B. Gallo, J.R. Simões-Moreira, H.K.M. Costa, M.M. Santos, E. Moutinho

---