Новые батареи: Новые батареи отопления

цены, фото, расчет, характеристики, доставка по Москве и РФ.

Полезная информация

Отопительные радиаторы – это самое распространенное тепловое оборудование, которое устанавливается в автономные и центральные системы отопления. Используются радиаторы в любых помещениях: от маленькой кухни, до огромного оптового склада.

Основные технические характеристики:

• Мощность – выбор радиатора отопления по этому показателю должен основываться на учете размера помещения, которое нужно будет обогревать. Для большего помещения – большая мощность радиатора. Принято считать, что на 10 кв. м требуется 1 кВт тепловой мощности.
• Межосевое расстояние – высота радиатора отопления. Если он установлен под окном, и расстояние до пола и подоконника слишком маленькое, теплопередача будет затруднена. Стандартно межосевое расстояние составляет 350 и 500 мм.

Виды и особенности

• Чугунные радиаторы. Неприхотливы к качеству воды и выдерживают высокое давление. К недостаткам относят большой вес, чувствительность к гидроударам и необходимость периодически подкрашивать защитное покрытие.
• Алюминиевые радиаторы отопления. Обладают высокой теплопроводностью и способностью выдерживать большое давление воды. Но чувствительны к качеству теплоносителя: из-за примесей в воде подвержены  коррозии.
• Стальные отопительные радиаторы. Оптимальное соотношение цены и качества. Такое оборудование с легкостью выдерживает перепады давления. Однако со временем на внутренних стенках может образоваться коррозия от воздействия механических примесей, содержащихся в воде.
• Биметаллические радиаторы. Совмещают плюсы двух предыдущих видов. Обладают хорошей теплопроводностью, защищены от перепадов давления и коррозии. Но и стоимость у них высокая. К тому же они чувствительны к присутствию кислорода в теплоносителе.
• Медные радиаторы отопления.
  Медь обладает отлично теплопроводностью, что делает обогреватели этого типа одними из самых популярных. Еще один плюс – отсутствие химических реакций с водой, то есть эти обогреватели совсем не подвержены коррозии. Однако цена на них выше, чем на предыдущие виды батарей.

Выбор радиатора

Перед тем, как покупать новую отопительную батарею, учтите, чем больше у нее секций, тем в большем по площади помещении она может работать. Для того чтобы радиатор отопления равномерно и качественно прогревал помещение, он должен занимать как минимум 75% от ширины оконного проема. Только в этом случае радиатор отопления сможет отсекать весь холодный воздух. При покупке радиатора обратите внимание, что у одних моделей указана цена за секцию, а у других – за весь прибор.

Оптовикам

Какие радиаторы отопления лучше выбрать для квартиры с центральной системой отопления

Делая ремонт в квартире, зачастую мы задумываемся и о замене старых батарей, отслуживших свой срок. Пора поставить вместо них более современные и эффективные приборы, которые появились на рынке. Но тут возникает вопрос – какие радиаторы отопления лучше для квартиры? Ведь кто-то хвалит алюминиевые батареи, кто-то – стальные. Одни соседи не нарадуются новомодным биметаллическим радиаторам, а другие купили себе новые чугунные и тоже довольны. А давайте проведем сравнение этих наиболее популярных отопительных приборов, учитывая некоторые нюансы централизованного отопления.

Подборка товаров осуществлена на основе отзывов, мнений и оценок пользователей, размещенных на различных ресурсах в сети интернет. Вся информация взята из открытых источников. Мы не сотрудничаем с производителями и торговыми марками и не призываем к покупке тех или иных изделий. Статья носит информационный характер.

Какие угрозы таит в себе централизованное отопление

С одной стороны, подача тепла извне удобнее автономного отопления – не надо возиться с установкой котла и его настройкой. Придет осень, и горячая водичка весело побежит по вашим батареям, согревая квартиру.

Но не все так гладко в системе централизованного отопления:

• В воде, прошедшей долгий путь, содержится немало химически активных примесей, способных вызвать коррозию труб и радиаторов.
• А еще мелкие частички шлама, неизбежно попадающие в теплоноситель, царапают батареи изнутри, через несколько лет протирая их до дыр.
• И температура воды не всегда бывает стабильной – то батареи имеют комнатную температуру, а то до них и дотронуться невозможно.
• А самая главная опасность – это внезапный огромный скачок давления в системе отопления, так называемый гидроудар. Он бывает, к примеру, по той причине, что слесарь слишком резко закрыл кран насосной станции.

Раньше там использовали вентили, имеющие плавный ход, а с появлением шаровых кранов появилась возможность перекрывать воду мгновенно. Бывает гидроудар и тогда, когда лишний воздух в трубы попадает. Секундный скачок давления бед наделать способен много. Слабые батареи не выдерживают огромного давления и лопаются, брызнув кипятком, испортив предметы обстановки и нанеся урон соседям снизу.

Читайте также:

По каким параметрам выбирать радиаторы для квартиры

Теперь, зная слабые места центрального отопления, можно уже представить себе, каким требованиям должны отвечать хорошие батареи. Перечислим их.

1. У радиаторов давление, заявленное производителем, должно превышать давление (как рабочее, так и превышающее его в полтора раза – испытательное) в отопительной системе. Для примера приведем цифры. В пятиэтажных домах старой планировки этот параметр не больше 5 – 8 атмосфер. Многоэтажные здания современного типа отапливаются под давлением до 12 – 15 атмосфер.

2. Отдельно отметим возможность противостоять гидроудару. Потому что, живя в квартире, от скачков давления в отоплении уберечься сложно, лучше предупредить неприятность заранее. Кстати – если вы часто слышите в батареях гудение и щелчки, обратитесь в коммунальную службу. Давление, видать, «пошаливает» в системе.

3. Качество воды в отечественной системе отопления неважное, поэтому батареи должны с честью выдержать ее «химическую атаку», не разрушаясь. Нужно использовать радиаторы со специальным покрытием изнутри или химически нейтральный материал для стенок. А толщина их обязана быть такой, чтобы частички песка и мелкие камешки ее не протерли, действуя подобно наждаку.

4. Решая, какие радиаторы лучше для квартиры, не будем забывать об основной их функции – греть. То есть предпочтительнее выбирать приборы, у которых отдача тепла больше.

5. Не обойдем вниманием и дизайн радиаторов – мало кого устроят страшненькие чугунные монстры убогой формы, которые в советские времена стояли повсюду. Хочется, чтобы батареи гармонически дополняли убранство комнат – сегодня это вполне реально.

6. Последний параметр – это продолжительность службы. Тут уже комментарии излишни. Чем реже придется возиться с установкой этих громоздких и довольно дорогих приборов, тем выгоднее хозяевам.

Проверяем, какие радиаторы годятся для квартирного отопления

Радиаторы из стали – пали, атакованные большим давлением

Стальные радиаторы отличает небольшой вес и толщина. Хорошая отдача тепла и маленький объем воды делают их экономичными и эффективными. Да и стоят они недорого. Но по давлению они «подкачали» – всего 6-8 атмосфер выдерживают. Не годятся они для квартир, и точка.

Панельный стальной радиатор.

Трубчатый стальной радиатор. Они имеют большое разнообразие и отличаются как по конструкции так и по цвету.

Алюминиевые радиаторы – съедаются коррозией, лопаются от гидроударов

Эти радиаторы имеют хороший внешний вид и обладают отличной теплопередачей. Впрочем, подождите, обитатели квартир – радоваться рановато. Горячая вода с химическими примесями и большой кислотностью быстро «скушает» алюминиевые радиаторы изнутри. Ведь алюминий слишком активный метал. Да и с большим давлением он не справляется. Средние показатели рабочего давления – до 16 атмосфер. А гидроудар способен погубить даже совсем новенький радиатор из алюминия.

Алюминиевые радиаторы имеют очень привлекательный внешний вид и могут отдавать тепло как просто нагревом воздуха так и конвекцией, но абсолютно не подходят для квартиры.

Биметаллические радиаторы – всем хороши, только дороги

Это одна из самых новых разработок отопительных приборов.

Такие радиаторы называют биметаллическими – ведь в них два металла. Это могут быть, в частности, алюминий и сталь, или же алюминий и медь. Из алюминиевого сплава сделан ребристый фигурный корпус, а внутри находится сердечник из стали или меди.

Устройство биметаллического радиатора отопления.

Изготовители гарантируют, что проработают такие батареи не меньше сорока лет. Для квартиры они подходят по всем показателям, в чем вы можете убедиться.

• Температуру они выдерживают даже до 130 градусов.
• Рабочее давление у них заявлено до 30 – 50 атмосфер, в зависимости от производителя и модели. С ними можно перестать бояться гидроударов.
• Антикоррозийная наружная и внутренняя грунтовка делает батареи долговечными и стойкими к разрушению.
• Малый вес делает монтаж, переноску и транспортировку подобных батарей необременительными.
• Внешний вид их приятно ласкает взор – красивые белые или цветные панели намного эстетичнее привычной формы чугунной «гармошки».

Увы – стоимость этих радиаторов достаточно высока. А если вам предлагают что-либо подобное по демократичной цене – не верьте. Подделку подсунут. Если уж покупать, то изделия проверенных брендов – российской фирмы Rifar, итальянских – Sira или Global. Есть и китайские неплохие производители. У них, как и у российских, цена несколько ниже, чем у радиаторов родом из Европы.

Читайте также:

Старый добрый чугун – обретает вторую жизнь

Лет пятьдесят, не меньше, отмерено жить такому радиатору. Напрасно утверждают некоторые производители новинок, что давно пора забыть об этом «старье». Долго думая, какие радиаторы отопления выбрать для квартиры, многие останавливаются именно на чугунных батареях. Уж они-то не «выкинут фокусов» при контакте с грязной отечественной водой в системе отопления. Химически пассивен этот металл, и не боится он ни высокой кислотности, ни наличия химических добавок в теплоносителе. А толстые стенки никакой абразив не повредит.

Так что и чугун для квартиры (особенно в старом доме) очень даже неплох.

Чугунный радиатор отопления МС-140.

• Радиаторы из чугуна отличаются тем, что очень долго держат тепло – остаточное число его сохранения 30 процентов. А у всех других видов батарей этот показатель вдвое меньше
• Отдача тепла за счет лучевого способа обогрева гораздо эффективнее, чем при использовании конвекции (как в биметаллических и алюминиевых изделиях. Чугунные радиаторы греют не только воздух, но и близко находящиеся предметы.
• При сливании воды из системы в летний период чугунные радиаторы не подвергаются сильной коррозии – это существенный плюс.
• Большая площадь теплоотдачи – еще один плюс.
• Перепады давления, которыми грешит центральное отопление, чугун обычно переносит неплохо. До девяти – двенадцати атмосфер может доходить рабочее давление. Вот только не всегда он выдерживает гидроудары большой мощности – подводит хрупкость этого металла.
• Стоимость этих приборов, как правило, ниже, чем биметаллических радиаторов. Иногда это – определяющий фактор.

Тяжеловаты эти радиаторы, конечно, что доставляет некоторые неудобства при их монтаже. Ну да, чугун априори легким быть не может. Но ведь этот вес оборачивается большой толщиной стенок, дающей радиаторам нужную прочность. Поставив один раз чугунные радиаторы (причем заниматься этим будут специально обученные люди – сантехники), можно на много лет забыть об их замене.

Внешний вид чугунных радиаторов сегодня уже не такой убогий, как во времена СССР. Появились весьма привлекательные внешне батареи фигурного литья, исполненные в стиле «ретро», которые очень хорошо гармонируют с изысканными помещениями. Например, можно упомянуть продукцию фирм Roca и Konner.

Правда, стоимость таких чудо-батарей достаточно высока. Более бюджетными являются украинские, российские и белорусские модели, многие из которых перед использованием надо красить. Но и они выглядят вполне достойно, их дизайн вписывается в интерьеры современных квартир.

Читайте также:

Как определиться с видом радиатора

Теперь наверняка вам проще решить, какой радиатор выбрать в квартиру – ведь из четырех рассмотренных вариантов осталось только два. Как выяснилось, ни стальные, ни алюминиевые радиаторы испытания ни агрессивным отечественным теплоносителем, ни перепадами давления, не выдержат. Итак, остаются биметаллические и чугунные приборы. Что именно купить, смотрите по своему бюджету, а также по характеристикам конкретных моделей. Впрочем, и тут можно дать пару советов.

• В старых домах (например, «хрущевках») вполне можно поставить чугунные изделия. Если же вы живете в многоэтажке, где давление отопительной системы выше, то лучше всё же взять биметаллические радиаторы.
• Если предшественники ваших будущих новых батарей сделаны из чугуна, то можно остановить выбор на любом из двух вариантов. И биметалл, и чугун подойдут. Если же вы собираетесь заменить батареи, сделанные из другого металла, то меняйте их только на биметаллические.

Royal Thermo BiLiner

Биметаллические радиаторы этой серии выпускаются в трех вариантах цветового оформления:

• белые;
• серебристые;
• черно-графитовые.

Окрашивание производится в 7 стадий по технологии TECNOFIRMA. Радиаторы имеют совершенную аэродинамическую форму, отдаленно напоминающую часть крыла самолета. Модель выпускается с четным числом секций при максимальном их количестве 12 шт.

Характеристики отдельной секции:

• масса 1,85 кг;
• высота 574 мм;
• ширина 80 мм;
• глубина 87 мм;
• рабочее давление 30 атмосфер;
• теплоотдача при разности температур 70^о С не менее 171 Вт. 

Особенности конструкции:

1. Усовершенствованный стальной коллектор.
2. Развитая поверхность теплообмена.
3. Увеличенный на 5% КПД в сравнении с моделями аналогичного класса.
4. Уникальное наружное покрытие с повышенной устойчивостью к различным видам механического и химического воздействия.

При сборке используются высокопрочные стальные ниппели и графитовые прокладки. Специальные гайки-переходники позволяют подключать радиатор к трубопроводам диаметром ½ или ¾ дюйма. Продукция сертифицирована на соответствие отечественным и международным стандартам качества. Производитель предоставляет 25-летнюю гарантию.

Global STILE PLUS

Секционные биметаллические радиаторы из италии Global STILE PLUS представлены линейкой из 22 моделей. Они имеют в своем составе от 3 до 14 секций и способны давать от 420 до 2590 Вт тепловой энергии. Изделия выпускаются в двух модификациях с расстоянием между осями 350 и 500 мм. Предусмотрен боковой вариант подключения. Для подсоединения трубопроводов применяется резьба на 1 дюйм.

Характеристики отдельной секции:

• высота 425 или 575 мм;
• глубина 95 мм;
• длина одной секции 80 мм;
• рабочее давление до 35 бар.

Особенности конструкции:

1. Развитая наружная поверхность, улучшающая процесс теплопередачи.
2. Детали изготовлены методом литья под высоким давлением.
3. Секции соединяются стальными ниппелями диаметром 1”.
4. Конструкция исключает контакт алюминиевого сплава с теплоносителем, что снижает требования к показателю кислотности среды.
5. Все поверхности обработаны защитным фторо-циркониевым слоем.

Все изделия окрашены износостойкой эпоксидной эмалью белого цвета и выглядят респектабельно. Радиаторы соответствуют требованиям отечественных стандартов и сертифицированы для применения на территории России.

Sira RS

Секционные биметаллические радиаторы итальянской фирмы Sira RS отличаются высокой механической прочностью и превосходными теплотехническими показателями. Они устойчивы к воздействию агрессивных соединений и стабильно работают в условиях больших перепадов температуры. Производитель выпускает модели с межосевым расстоянием 300, 500, 600, 700 и 800 мм. В собранной батарее может быть от 3 до 14 секций. Предусмотрен боковой вариант подключения.

Характеристики отдельной секции:

• высота от 372 до 872 мм;
• ширина одной секции 80 мм;
• глубина 95 мм;
• рабочее давление 40 атмосфер;
• тепловая мощность от 435 до 3945 Вт.

Конструктивные особенности:

1. Элегантная форма без острых углов, создающая оптимальные условия для конвекционного теплообмена.
2. Особые марки применяемых алюминиевых сплавов и стали позволяющее эксплуатацию изделий в системах с низким качеством циркулирующей воды.
3. Долговечные прокладки из термостойкой резины типа «O-Ring», гарантирующие герметичность конструкции даже при гидравлических ударах и повышенном давлении.

Для сборки и подключения трубопроводов имеются отверстия с резьбой 1”. Наружное окрашивание выполнено с применением стойкой эмали белого цвета. Радиаторы этой марки сертифицированы по российским стандартам.

Rifar Monolit

Отечественные биметаллические радиаторы Rifar Monolit представлены линейкой из 22 моделей. Они специально разработаны для эксплуатации в суровых условиях. Все их элементы стабильно работают при температурах до 135^о С и выдерживают резкие перепады давления.

Изделия имеют характерную рельефную поверхность и привлекательный внешний вид. Производитель предлагает два варианта исполнения с расстоянием между коллекторами 350 и 500 мм. Тип подключения боковой. Диаметр резьбы ¾ дюйма. В батарее может быть от 4 до 14 секций.

Характеристики отдельной секции:

• высота 415 или 577 мм;
• ширина одной секции 80 мм;
• глубина 100 мм;
• рабочее давление 40 атмосфер;
• тепловая мощность от 536 до 2744 Вт.

Конструктивные особенности:

1. Использование устойчивой к коррозии стали позволило уменьшить толщину стенки, что повысило эффективность теплообмена.
2. При сборке секций производитель отказался от применения прокладок. Используемая уникальная технология внутренней сварки гарантирует высокую прочность соединений и отсутствие протечек.

Все модели окрашиваются износостойкой эмалью в белый цвет. Продукция сертифицирована. Гарантия изготовителя 25 лет.

Лучшие чугунные радиаторы для квартиры

KONNER Modem

Чугунные радиаторы серии Modem от отечественной компании KONNER производятся в Китае, но максимально адаптированы к российским условиям эксплуатации. Они характеризуются удобством монтажа, повышенной надежностью, современным дизайном, высокой теплоотдачей и длительным сроком службы. Материал прочен и не поддается коррозии. Батареи имеют два варианта исполнения с межосевым расстоянием 300 и 500 мм.

 

Характеристики отдельной секции:

• масса 3,11 или 4,14 кг;
• высота 400 или 600 мм;
• ширина 62 или 60 мм;
• глубина 92 или 96 мм;
• рабочее давление 12 атмосфер;
• теплоотдача 80 или 128 Вт.

Конструктивные особенности:

1. Основные детали радиаторов производятся методом литья из высококачественного чугуна.
2. Секции Modem 500 имеют центральную перемычку для увеличения общей прочности конструкции.

Заводские изделия состоят из 4, 7, 10 или 12 секций. Применяется боковой тип подключения. Радиаторы этой марки выпускаются в соответствии с ГОСТ 31311-2005 и международным стандартом качества ISO 9001. Гарантия производителя 15 лет.

МС-140

Чугунные радиаторы МС-140 выпускаются в Минске. Их конструкция проверена временем и отлично подходит для эксплуатации в системах с низким качеством водоподготовки и вероятностью резких перепадов температур и давления. Материал устойчив к воздействию коррозии и имеет длительный срок службы. Производитель поставляет изделия с расстоянием между осями подводящих теплоноситель трубопроводов 500 мм.

Характеристики отдельной секции:

• масса 7,12 кг;
• высота 588 мм;
• ширина 108 мм;
• глубина 140 мм;
• рабочее давление 9 атмосфер;
• теплоотдача 160 Вт.

Конструктивные особенности:

1. Классическая форма.
2. Большое проходное сечение создает минимальное гидравлическое сопротивление. Это дает возможность использовать радиаторы в системах без принудительной циркуляции теплоносителя.
3. Батареи комплектуются двумя глухими и двумя проходными пробками с отверстием под трубное соединение ¾ дюйма.

Стандартные батареи состоят из 4 или 7 секций. Их можно эксплуатировать при температуре до 130о С. Время жизни таких радиаторов превышает 50 лет.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

QuantumScape заявил о революции в производстве аккумуляторов

Американская компания QuantumScape представила результаты тестирования новой ячейки для аккумуляторной батареи электромобиля. Главные особенности разработки таковы: во-первых, зарядка до 80% емкости за 15 мин, что почти вдвое быстрее, чем у литий-ионной батареи электромобиля Tesla Model 3, одной из лидеров по этому показателю.

Во-вторых, сохранение свыше 80% емкости после 800 циклов заряда и разряда, что говорит о потенциальном сроке службы батареи в несколько сотен тысяч километров (Tesla дает гарантию до 240 000 км). И в-третьих, объемная плотность энергии в 1000 Вт ч/л, что примерно на 80% больше, чем у самых современных литий-ионных ячеек. Это значит, что и емкость батареи будет соответствующей, а по запасу хода электромобили на таких батареях сравняются с автомобилями с ДВС. Что не менее важно, ячейка сохраняет свои характеристики до температур около -30 градусов по Цельсию, в то время как литий-ионные батареи демонстрируют снижение показателей в таких условиях. Да, и новая батарея не воспламеняется.

Ячейка QuantumScape построена по технологии твердотельных батарей: в них используется твердый электролит, а не жидкий, как в наиболее часто используемых сегодня литий-ионных батареях. Твердотельные батареи уже несколько десятков лет считаются одной из самых перспективных технологий, однако нерешенные технические проблемы пока не позволяли исследователям говорить о коммерческих перспективах.

Калифорнийский стартап QuantumScape был основан в 2010 г. профессором Стэнфордского университета Фрицем Принцем и выпускником этого университета Джагдипом Сингхом. С 2012 г. компания начала работать с Volkswagen, а в 2018 г. немецкий автогигант вложил в стартап $100 млн, став крупнейшим акционером. В том же году представители обеих компаний заявили, что начинают подготовку к массовому производству твердотельных батарей. В июне 2020 г. Volkswagen инвестировал в QuantumScape еще $200 млн. В ноябре 2020 г. QuantumScape провела IPO на Нью-Йоркской бирже путем слияния с уже вышедшей на биржу специализированной компанией для поглощений (SPAC). Сделка помогла стартапу привлечь еще $700 млн, которые будут направлены на организацию производства, а котировки акций компании с тех пор выросли уже втрое до уровня в $75 за акцию. По словам представителей QuantumScape и Volkswagen, производство начнется в 2025 г.

Ячейку QuantumScape отличает ряд особенностей. Для формирования анода ей не требуется даже минимальное количество лития, что удешевляет процесс производства. Кроме того, в ячейке используется особый тончайший керамический сепаратор, который разделяет электроды. На его разработку компании потребовалось пять лет, и точное описание материалов, используемых для его изготовления, является главной коммерческой тайной компании. А основной задачей QuantumScape теперь будет создание многослойных ячеек и составление из них целой аккумуляторной батареи. Как отмечают специалисты, эта задача не так проста, как может показаться, поэтому компания еще может столкнуться со сложностями, которые могут привести к сдвигу заявленных сроков начала производства и даже к полной неудаче проекта.

QuantumScape и Volkswagen не единственные компании, которые проводят исследования в этой области. Японский автопроизводитель Toyota ранее заявлял о планах наладить выпуск электромобилей с твердотельными аккумуляторными батареями к 2025 г. Другой американский стартап, Solid Power, основанный шесть лет назад, заручился поддержкой таких автокомпаний, как BMW, Ford и Hyundai, и рассчитывает запустить производство в 2026 г. Однако до демонстрации работающего аккумулятора дело пока не дошло ни у кого.

4 причины заменить батареи отопления

Вы когда-нибудь задавались вопросом, в каком состоянии находятся батареи в вашем доме? А зря! Проверять их нужно обязательно и с завидной периодичностью. В противном случае вы рискуете замёрзнуть в морозы или затопить соседей. Существует несколько причин для замены радиаторов, в их числе:

1. Физический износ оборудования 

По истечении длительного времени радиаторы разрушаются, теряют герметичность. Причинами потери герметичности и появления протечек может стать опрессовка системы после аварийных или сезонных профилактических работ, а также повышенное давление, которое возникло в результате сокращения проходимости радиатора из-за накопившихся в нём примесей. Нередко причиной протечек становится коррозия металла. Но проблема может быть не только в радиаторе, но и ещё и в отдельном клапане, который легко можно заменить. Если вы заметили, что течет батарея, перекройте вентиль и вызовите специалиста, который после осмотра оборудования решит, что делать.

2. Недостаточно эффективный нагрев

Чем отличается старый радиатор от нового? Всего лишь толстым слоем отложений внутри корпуса: батарея может оказаться замусоренной или суженой налётом ржавчины. Как следствие – отопительный прибор не способен полноценно функционировать и обогревать помещение. Тревожным звонком в отопительный сезон для вас должно стать следующее:

• одна из секций или весь радиатор холодный;
• воздушная пробка в радиаторе отсутствует, но температура стояка выше, чем температура батареи.

3. Недостаточная теплоотдача

В новых многоквартирных домах зачастую устанавливаются отопительные приборы, мощности которых не хватает для обогрева больших помещений.
Старые чугунные батареи в процессе работы задействуют большие объёмы воды, как следствие – медленно нагреваются и остывают. Новые же модели радиаторов имеют терморегуляторы и для их работы требуется меньшее количество воды. При этом эффективность их намного больше.

4. Непривлекательный внешний вид

Эстетические соображения тоже могут стать причиной замены батареи. Привлекательный и стильный дизайн современных радиаторов – одно из доказательств этому.

На что обратить внимание при покупке новой батареи?

Замена радиаторов в квартире — дело важное и требует предварительных расчётов. Учтите размеры помещения, материал труб, особенности конструкции, а также внешний вид отопительного прибора, поскольку в современных реалиях он является не только средством для обогрева, но и элементом декора в интерьере.

Выбирайте радиатор из множества моделей в нашем каталоге.

Важными факторами при выборе являются:

• максимальная температура теплоносителя;
• состав и давление;
• теплоотдача.

Если у вас возникло хоть малейшее сомнение в правильности выбора, обязательно обратитесь за консультацией к специалисту отдела “Водоснабжение и отопление” в гипермаркете “Бауцентр”. Кроме того, мы можем помочь вам выполнить качественный монтаж радиатора. 

Теперь вы точно готовы к новому отопительному сезону!

Почему нужно заменить батареи в новостройке

Застройщик может сдать дом без отделки, сантехники и даже без стен, но обязан провести систему отопления и установить радиаторы. Отлично, думают новоселы, не придется тратить деньги на их покупку. Но не все так хорошо, как кажется на первый взгляд. Почему вам все-таки придется заменить батареи в квартире в новостройке, объясняет Роман Шидлаускас – директор по развитию итальянского производителя радиаторов Global Radiatori.

Протечки

Самая серьезная очевидная причина замены батареи — она начала протекать. Не обязательно дожидаться, пока вода из радиатора зальет соседей снизу и испортит им свеженький ремонт. Бить тревогу нужно, если на приборе появилось даже небольшое количество влаги или подтеков в виде ржавчины. Никакие истории про конденсат или разницу температур здесь не работают — там, где сегодня только капля, завтра может потечь ручей.

Причина проблемы. Дело может быть как в заводском браке радиатора, так и в ошибках, допущенных при строительстве дома. К примеру, если стройка идет осенью и, понадеявшись на плюсовую температуру, строители вопреки правилам начали монтаж батарей до завершения установки оконостекления батареи были установлены до остекления дома. Но погода оказалась холоднее и, то вода в приборах них может могла замерзнуть. Это приведет к избыточному давлению в приборе и появлению трещин в прокладках между секциями радиатора.

Что делать. При приемке квартиры внимательно осмотрите батареи, не стесняйтесь ощупать их со всех сторон. Особое внимание уделите местам соединения радиаторов с трубами и прокладкам между секциями прибора. Если заметите влагу, не подписывайте акт приемки и требуйте замены радиаторов.

В случае, когда протечка обнаружена уже после приемки квартиры, есть два варианта развития событий.

В течение первых трех лет после сдачи дома в эксплуатацию за качество батарей отвечает застройщик, который должен заменить их в случае протечки. Но учтите, что новый прибор, скорее всего, будет точно таким же — тот же производитель, та же модель. Поэтому нет никакой гарантии, что новые радиаторы не потекут.

Тем, кто не готов рисковать, регулярно менять батареи, обновлять собственный и соседский ремонт, стоит самостоятельно подобрать новые приборы. Правда, приобрести и установить их придется за свой счет.

Холод 

Это вторая проблема, которая вынуждает новоселов менять радиаторы, но она может быть неочевидна во время ремонта или в летнее время. Если жильцы получили ключи летом, до наступления холодов они могут и не узнать о том, что установленные застройщиком батареи плохо греют.

Причина проблемы. Слабый обогрев говорит о том, что застройщик, вероятно, решил сэкономить и закупил неэффективные приборы. Например, конвекторы, которые часто устанавливаются в жилье эконом-класса, хоть и служат 10-15 лет, но значительно уступают другим радиаторам по уровню обогрева. Или китайские алюминиевые батареи, теплоотдача которых на самом деле часто ниже, чем заявлено в техническом паспорте. К тому же они быстрее выходят из строя и склонны к протечкам.

Что делать. Если в квартире установлены конвекторы, к сожалению, до наступления холодов нет возможности понять, как они будут греть. небольших размеров, можно сразу выбирать новые радиаторы или запасаться пледами, теплыми носками и горячительными напитками. Надежды, что они будут хорошо обогревать квартиру, практически нет. Учитывая невысокую теплоотдачу конвекторов, для прогрева до комфортных 19-21С нужны приборы крупных размеров, примерно в 1,5 раза больше обычных радиаторов.

В случае с алюминиевыми батареями можно определить качество до наступления зимы.У алюминиевых батарей нНужно проверить страну производства, которая обычно указывается на боковой стороне секций. Китайскую продукцию лучше менять сразу, не дожидаясь холодных зимних вечеров. Особенно, если дом был построен до июня 2018 года, когда государство начало пристально следить за качеством приборов отопления. Аналогично не стоит доверять и малоизвестным турецким батареям.

Если в комнатах установлены радиаторы российских и европейских производителей, скорее всего нет причин для беспокойства.

Дополнительно можно проверить наличие сертификата соответствия ГОСТу (выдается с июня 2018 года) и уровень теплоотдачи батареи, которые можно найти в интернете по названию модели (также указывается на боковой стороне секций). К примеру, нормальная теплоотдача для секции алюминиевого радиатора — 185-195 Вт. Если взять примерно одинаковые

Внешние дефекты

Царапины, сколы, подтеки краски — все это повод заменить радиаторы, которые будут смотреться как белая ворона на фоне новых обоих и чистых полов.

Причина. Подтеки краски — тот случай, когда сэкономили все. И производитель, который решил не тратиться на многоступенчатую систему окрашивания и просто разок окунул радиатор в краску. И застройщик, выбравший дешевые приборы.

Но все-таки чаще всего внешние дефекты — это результат неаккуратной работы строителей. Кто-то был невнимателен при установке, кто-то поленился прикрыть радиаторы во время строительных работ. В результате батареи потеряли презентабельный внешний вид.

Что делать. В идеале стоит внимательно осмотреть радиаторы на этапе приемки квартиры у застройщика. А при наличии царапин или сколов отказаться от подписания акта приемки, пока испорченные приборы не заменят на новые.

Подписанный акт говорит о том, что владельцы со всем согласны, поэтому если несовершенства внешнего вида были обнаружены после получения ключей, менять радиаторы придется за свой счет.

На что менять

Для того, чтобы не наступить на те же грабли с дырявыми, холодными или плохо покрашенными радиаторами, нужно внимательно отнестись к покупке. Вот основные моменты, которые стоит учесть.

Максимальная высокая теплоотдача. К примеру, высокая теплоотдача для секции алюминиевого радиатора — 185-195 Вт. Показатель хороших стальных панельных батарей примерно на том же уровне. Если теплоотдача не превышает 150 Вт, велика вероятность, что батареи будут слабо греть. Показатель биметаллических радиаторов должен быть не ниже 170 Вт, а в идеале 180 Вт. Этому критерию лучше всего соответствуют алюминиевые, биметаллические и стальные панельные радиаторы. Конвекторы, и тем более чугунные батареи, уступают им по уровню выделения тепла.

Устойчивость к высокому pH. С этим лучше всего справляются биметаллические приборы. Благодаря внутренней части, изготовленной из стали, они служат десятки лет в системах отопления, где некачественные алюминиевые или стальные батареи могут выйти из строя за 3-5 года, а иногда значительно быстрее — в течение года использования.

Надежность. Чем дольше производитель работает на российском рынке, тем выше вероятность того, что его продукция качественная. В приоритете европейское и российское происхождение, многолетняя гарантия. Дополнительный плюс, который дают некоторые бренды — страхование ответственности за брак за счет производителя. Производители за свой счет страхуют собственную продукцию и Проще говоря, Страховка входит в стоимость батареи и, если по вине прибора с заводским браком вы испортите свой ремонт или еще хуже ремонт соседей снизу, страховая компания возместит убытки всем пострадавшим.

Максимальное рабочее давление, не ниже 10 атмосфер. Здесь в лидерах алюминиевые и биметаллические батареи, которые выдерживают до 1650 атмосфер. А вот допустимое давление для приборов из стали и из чугуна не превышает 10 атмосфер.

Сравним.

Тип батареи	Теплоотдача прибора высотой 500 мм и шириной 1000 мм (Вт) и глубиной 100 мм	Рабочее давление (атм)	Средний срок службы (лет)	Стоимость прибора высотой 500 мм и шириной 1000 мм (руб)
Алюминиевый радиатор (глубина 95мм)	2 340	16	>25	7 000
Биметаллический радиатор (глубина 95мм)	2256	35	>25	10 500
Стальной панельный радиатор (22 тип, глубина 100мм)	2 332	10	>10	4 600
Чугунный радиатор (глубина 140мм)	1 140	9	>20	5 200
Конвектор (глубина 94мм)	1 100-1200	10	>20	2000-3000

Как правильно заменить батареи в квартире / Новости города / Сайт Москвы

Специалисты Мосжилинспекции объяснили, как правильно менять батареи в квартире. В частности, для замены радиаторов необходимо обращаться в управляющую организацию. Вне зависимости от сезона в батареях находится теплоноситель (специально подготовленная техническая вода, очищенная от солей и других примесей, чтобы на стенках труб не скапливались отложения) под давлением, поэтому самостоятельная замена труб может быть опасной.

Когда отопительный сезон заканчивается, вода перестает подаваться нагретой, но остается в системе и предохраняет ее от коррозии. При замене отопительных приборов требуется слить воду из системы отопления (с последующим заполнением).

Для отключения стояков необходимо заранее обратиться в управляющую компанию и написать заявление.

Кому принадлежат батареи и кто платит за ремонт

Не все отопительные приборы в квартире считаются собственностью жителей, поэтому их не получится заменить без весомых причин. Собственники квартир отвечают за трубы, которые можно демонтировать без ущерба для всей внутридомовой системы отопления. В этом случае ответвления от стояков оборудованы вентилями или отключающими устройствами, которые позволяют не нарушить циркуляцию теплоносителя во внутридомовой системе. За отопительные приборы общедомового имущества несет ответственность управляющая организация, поэтому при их коррозии, протечке, или аварийном состоянии такие приборы должны отремонтировать или заменить бесплатно.

Внимание к характеристикам

При выборе новых отопительных приборов рекомендуется также обратиться за помощью в управляющую организацию. Там есть информация о том, какие параметры отопительных приборов предусмотрены для каждой квартиры дома.

Новые отопительные приборы должны соответствовать характеристикам системы отопления, предусмотренным технической документацией на дом.

Рассчитать и сэкономить: в сервисе для передачи показаний счетчиков воды и тепла появились новые функции Как отличить сотрудника коммунальных служб от мошенника

Tesla представила батарею повышенной мощности (на самом деле нет)

Событие, которое было два раза перенесено и которое обещало перевернуть мир литийсодержащих аккумуляторов, свершилось — Илон Маск представил новые батареи для будущих электромобилей. Новые аккумуляторные ячейки стали в 6 раз мощнее и в 5 раз ёмче. Но рано радоваться. Без подтасовки не обошлось.

Аккумуляторная ячейка Tesla 4680 (Tesla)

Фактически ёмкость новых литийсодержащих аккумуляторных ячеек Tesla выросла за счёт увеличения объёма ячейки. В компании представили новый увеличенный формфактор аккумулятора, который назвали 4680 (46 мм в диаметре и 80 мм высотой). По сравнению с аккумуляторной ячейкой 2170, которая до этого использовалась и будет использоваться дальше в блоках тяговых аккумуляторов электромобилей Tesla, физический объём элемента 4680 в шесть раз больше.

Нетрудно заметить, что ёмкость в пересчёте на объём элемента даже стала меньше — она увеличилась только в пять раз. Однако это даст небольшой выигрыш в составе блока батарей, что увеличит дальность пробега на одном заряде примерно на 16 %.

Отметим, что переход на новый формфактор был сопряжён с преодолением ряда технических проблем. Например, задачу по эффективному отводу тепла от элемента решили путём отказа от медного вкладыша и переходом к теплорассеивающей медной прокладке по диаметру элемента.

Новый элемент использует новый теплорассеивающий вкладыш (на фото справа)

Новый формфактор также приведёт к снижению стоимости хранения киловатт-часа примерно на 14 %. Ожидается, что паритет между бензиновыми автомобилями и электромобилями с точки зрения затрат на «топливо» произойдёт тогда, когда стоимость блока батарей за каждый киловатт-час снизится до $100. По данным консалтинговой компании Cairn Energy Research Advisors, аккумуляторные батареи Tesla в 2019 году стоили $156 долларов за киловатт-час. К сожалению, обещанные 14 % экономии проблемы не решают.

Другими путями снижения стоимости аккумуляторных батарей в компании Tesla считают отказ от кобальта (полный или почти полный) и переход на никель с решением вопросов переработки аккумуляторов на собственных мощностях. Батареи 4680 откажутся от кобальта в своём составе и станут использовать никель. Маск заявил, что уже призвал горнодобывающие компании обеспечить наращивание поставок никеля. Российский «Норильский никель», кстати, якобы исключён из списка поставщиков по просьбе местных экоактивистов. В немилость он попал по причине нанесения урона окружающей среде в местах добычи.

В перспективе производством элементов 4680 будут заниматься множество заводов во всём мире. По словам Маска, через три года выпуск аккумуляторов компании будет увеличен в 85 раз с нынешних 35 ГВт·ч до 3000 ГВт·ч. Производство элементов 4680 Tesla обещает начать ближе к концу следующего года на своём заводе в США во Фремонте, штат Калифорния, с запланированной мощностью 10 ГВт·ч. Но к полномасштабному выпуску новых элементов компания приступит не раньше, чем через три года.

Примечательно, что выпуском новых катодов (электродов для элементов) будет заниматься свой собственный завод Tesla. О планах его строительства Маск заявил во время анонса новых батарей. Однако пока ничего конкретного на этот счёт не сообщается. Информация будет обнародована позже.

В то же время известие о весьма нескором выпуске новых аккумуляторов обрушило капитализацию Tesla на $50 млрд. От компании ждали совсем другого. Ранее Маск и другие где прямо, а где намёками обещали революцию в батареях намного раньше — не позднее 2021 года. Теперь же придётся ориентироваться на 2023, а то и 2024 год. Мы регулярно сталкиваемся с так называемыми «бумажными» анонсами, но ждать три года или около того — это перебор. И можно ли назвать революцией увеличение физических объёмов батареи? Нет, нельзя, а эволюцией — пожалуйста. Но к катоду без кобальта мы ещё присмотримся…

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

Разработчик алюминиево-ионных аккумуляторов утверждает, что они заряжаются в 60 раз быстрее, чем литий-ионные, предлагая прорыв в диапазоне электромобилей

Революционная технология графеновых алюминиево-ионных аккумуляторов способна выбросить литий-ионные батареи из-за энергии, … [+] плотности энергии, скорости зарядки и экологичности. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Беспокойство по поводу дальности, опасения по поводу утилизации и быстрой зарядки – все это может стать частью истории электромобилей с изобретением австралийских аккумуляторов, основанным на нанотехнологиях.

Утверждается, что графеновые алюминиево-ионные аккумуляторные элементы от компании Graphene Manufacturing Group (GMG) из Брисбена заряжаются до 60 раз быстрее, чем лучшие литий-ионные элементы, и удерживают в три раза больше энергии, чем лучшие элементы на основе алюминия.

Они также более безопасны, не имеют верхнего предела в амперах, вызывающего самопроизвольный перегрев, более экологичны и легче утилизируются благодаря стабильным материалам основы. Тестирование также показывает, что проверочные батареи типа «таблетка» служат в три раза дольше, чем литий-ионные версии.

GMG планирует выпустить на рынок алюминиево-ионные графеновые элементы питания в конце этого или в начале следующего года, а выпуск автомобильных ячеек для карманных устройств запланирован на начало 2024 года.

Созданные на основе передовой технологии Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Квинслендского университета (UQ), в элементах батарей используются нанотехнологии, позволяющие вставлять атомы алюминия внутрь крошечных отверстий в графеновых плоскостях.

Алюминиево-ионная технология Graphene Manufacturing Group позволяет зарядить iPhone менее чем за 10 часов… [+] секунд. Он работает, бросая атомы алюминия в отверстия в графене. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Тестирование, проведенное рецензируемым специализированным изданием Advanced Functional Materials Публикация заключила, что клетки обладают «выдающейся высокой производительностью (149 мАч г-1 при 5 А г-1), превосходящей все ранее описанные катодные материалы AIB».

Управляющий директор

GMG Крейг Никол настаивал на том, что, хотя элементы его компании – не единственные разрабатываемые графеновые алюминиево-ионные элементы, они, несомненно, являются самыми мощными, надежными и быстро заряжающимися.

«Он заряжается так быстро, что это, по сути, суперконденсатор», – заявил Николь. «Он заряжает монетный элемент менее чем за 10 секунд».

Утверждается, что новые аккумуляторные элементы обеспечивают гораздо большую удельную мощность, чем существующие литий-ионные аккумуляторы, без проблем с охлаждением, нагревом или редкоземельными элементами, с которыми они сталкиваются.

«Пока проблем с температурой нет. Двадцать процентов литий-ионной аккумуляторной батареи (в автомобиле) связано с их охлаждением. Очень высока вероятность, что нам вообще не понадобится ни охлаждение, ни обогрев », – заявил Николь.

«Он не перегревается и пока хорошо работает при минусовых температурах при тестировании.

«Им не нужны контуры для охлаждения или обогрева, которые в настоящее время составляют около 80 кг в упаковке 100 кВт / ч».

При перезарядке алюминиево-ионных аккумуляторов они возвращаются к отрицательному электроду и обменивают три алюминиевых … [+] электрона на ион, тогда как максимальная скорость литиевых составляет всего один. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Новую технологию ячеек, настаивал Николь, можно было бы внедрить в существующие литий-ионные корпуса, такие как архив MEB от Volkswagen Group, что позволит избежать проблем с архитектурой автомобильной промышленности, которая, как правило, используется до 20 лет.

«Наши будут иметь ту же форму и напряжение, что и нынешние литий-ионные элементы, или мы можем придать любую необходимую форму», – подтвердил Николь.

«Это прямая замена, которая заряжается так быстро, что это, по сути, суперконденсатор.

«Некоторые литий-ионные элементы не могут работать более 1,5-2 ампер, иначе вы можете взорвать аккумулятор, но наша технология не имеет теоретических ограничений».

Алюминиево-ионные аккумуляторные элементы – горячая почва для разработок, особенно для использования в автомобилях.

Одни только недавние проекты включали сотрудничество между Китайским Технологическим университетом Даляня и Университетом Небраски, а также другими проектами из Корнельского университета, Университета Клемсона, Университета Мэриленда, Стэнфордского университета, Департамента полимеров Университета Чжэцзян и промышленного консорциума European Alion. .

Различия носят сугубо технический характер, но в ячейках GMG используется графен, полученный с помощью собственной плазменной технологии, а не из традиционных источников графита, и в результате плотность энергии в три раза превышает плотность энергии следующей лучшей ячейки из Стэнфордского университета.

Алюминиево-ионный монетный элемент Graphene Manufacturing Group будет запущен в производство в начале 2022 года. Фото: … [+] Graphene Manufacturing Group

Группа по производству графена Алюминий-ионная технология производства

Stanford с природным графитом обеспечивает мощность 68,7 Вт / кг и 41,2 Вт / кг, в то время как пена графита обеспечивает мощность до 3000 Вт / кг.

Аккумулятор GMG-UQ нагнетает мощность от 150 до 160 Вт / кг и до 7000 Вт / кг.

«Они (UQ) нашли способ проделывать дыры в графене и способ хранить в дырках атомы алюминия ближе друг к другу.

«Если мы просверлим отверстия, атомы застрянут внутри графена, и он станет намного более плотным, как шар для боулинга на матрасе».

В рецензируемой публикации Advanced Functional Materials обнаружено, что трехслойный графен с перфорацией на поверхности (SPG3-400) имеет «значительное количество мезопор в плоскости (≈2,3 нм) и чрезвычайно низкое соотношение O / C 2,54%. , продемонстрировал отличные электрохимические характеристики.

«Этот материал SPG3-400 демонстрирует исключительную обратимую емкость (197 мАч г-1 при 2 А г-1) и выдающуюся производительность», – говорится в заключении.

Алюминий-ионная технология имеет существенные преимущества и недостатки по сравнению с выдающейся литий-ионной аккумуляторной технологией, которая сегодня используется почти в каждом электромобиле.

Когда элемент перезаряжается, ионы алюминия возвращаются к отрицательному электроду и могут обмениваться тремя электронами на ион вместо ограничения скорости лития, равного только одному.

Использование алюминиево-ионных элементов дает также огромное геополитическое, ценовое, экологическое и вторичное преимущество, поскольку в них практически не используются экзотические материалы.

«Это в основном алюминиевая фольга, хлорид алюминия (прекурсор алюминия, который может быть переработан), ионная жидкость и мочевина», – сказал Николь.

«Девяносто процентов мирового производства и закупок лития по-прежнему осуществляется через Китай, а 10 процентов – через Чили.

«У нас есть весь необходимый нам алюминий прямо здесь, в Австралии, и его можно безопасно производить в странах первого мира».

Главный научный сотрудник Graphene Manufacturing Group д-р Ашок Кумар Нанджундан (слева) и д-р… [+] Сяодан Хуанг из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий при Квинслендском университете обсуждает прорыв в области батарей. Фото: Производственная группа графена.

Группа по производству графена

Зарегистрированная на бирже TSX Venture в Канаде, GMG подключилась к технологии графеновых алюминиево-ионных аккумуляторов UQ, поставив университету графен.

«Наш ведущий специалист по продуктам д-р Ашок Нанджундан с самого начала участвовал в проекте Университета Квинсленда в своем исследовательском центре нанотехнологий», – сказал Николь, признав, что GMG почти «повезло» с этой технологией, бесплатно предоставив для исследовательских проектов свой графен. .

GMG не заключила договор о поставках с крупным производителем или производственным предприятием.

«Мы еще не связаны с крупными брендами, но это может войти в Apple iPhone и зарядить его за секунды», – подтвердил Николь.

«Сначала мы выведем на рынок монетный элемент. Он заряжается менее чем за минуту и ​​имеет в три раза больше энергии, чем литий », – говорится в продукте Barcaldine.

«Это также гораздо менее вредно для здоровья. Ребенка можно убить литием, если его проглотить, но не алюминием.”

Монетная батарея станет первой производимой алюминиево-ионной батареей Graphene Manufucturing Group, … [+] которая начнется в начале следующего года. Фото: Группа производителей графена

Группа по производству графена

Еще одно преимущество – стоимость. Литий подорожал с 1460 долларов США за метрическую тонну в 2005 году до 13 000 долларов США за тонну на этой неделе, в то время как цена на алюминий выросла с 1730 долларов США до 2078 долларов США за тот же период.

Еще одно преимущество заключается в том, что в графеновых алюминиево-ионных элементах GMG не используется медь, которая стоит около 8470 долларов США за тонну.

Хотя он открыт для производственных соглашений, предпочтительный план GMG состоит в том, чтобы «работать» с технологией, насколько это возможно, сначала с установками от 10 гигаватт до 50 гигаватт, даже если Австралия не может быть логическим первым выбором для производственного предприятия.

Это не единственная компания из Брисбена, которая продвигает в мир аккумуляторные батареи.

PPK Group имеет совместное предприятие с Deakin University по разработке литий-серных батарей, а Vecco Group подтвердила сделку с Shanghai Electric по производству ванадиевых батарей для коммерческого хранения энергии в Брисбене.

Три аккумуляторных технологии, которые могут стать источником энергии для будущего | Saft аккумуляторы

Миру нужно больше энергии, желательно в чистой и возобновляемой форме. Наши стратегии хранения энергии в настоящее время формируются литий-ионными батареями – передовыми технологиями, – но что мы можем ожидать в ближайшие годы?

Начнем с основ аккумуляторной батареи. Батарея представляет собой блок из одной или нескольких ячеек, каждая из которых имеет положительный электрод (катод), отрицательный электрод (анод), сепаратор и электролит.Использование различных химикатов и материалов для них влияет на свойства батареи – сколько энергии она может хранить и выводить, сколько энергии она может обеспечить или сколько раз она может быть разряжена и перезаряжена (также называемая циклической емкостью).

Производители аккумуляторов постоянно экспериментируют, чтобы найти более дешевые, плотные, легкие и мощные химические продукты. Мы поговорили с директором Saft по исследованиям Патриком Бернардом, который рассказал о трех новых аккумуляторных технологиях с потенциалом преобразования.

ЛИТИЙ-ИОН НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

ЧТО ЭТО?

В литий-ионных (Li-ion) батареях накопление и выделение энергии обеспечивается движением ионов лития от положительного к отрицательному электроду назад и вперед через электролит. В этой технологии положительный электрод действует как исходный источник лития, а отрицательный электрод – как хозяин для лития. Несколько химических элементов объединены под названием литий-ионные батареи в результате десятилетий выбора и оптимизации, близких к совершенству как положительных, так и отрицательных активных материалов.Литированные оксиды металлов или фосфаты являются наиболее распространенным материалом, используемым в качестве настоящих положительных материалов. В качестве отрицательных материалов используются графит, а также оксиды графита / кремния или литированного титана.

Ожидается, что в ближайшие годы литий-ионная технология с учетом реальных материалов и конструкции элементов достигнет предела энергии. Тем не менее, совсем недавние открытия новых семейств разрушительных активных материалов должны раскрыть существующие ограничения. Эти инновационные соединения могут хранить больше лития в положительных и отрицательных электродах и впервые позволят объединить энергию и мощность. Кроме того, с этими новыми соединениями также учитываются дефицит и критичность сырья.

В ЧЕМ ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВА?

Сегодня среди всех современных технологий хранения литий-ионные аккумуляторы обеспечивают самый высокий уровень плотности энергии. Такие характеристики, как быстрая зарядка или диапазон рабочих температур (от -50 ° C до 125 ° C), можно точно настроить за счет большого выбора конструкции и химического состава элементов. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы обладают дополнительными преимуществами, такими как очень низкий саморазряд и очень долгий срок службы, а также способность к циклическим нагрузкам, как правило, тысячи циклов зарядки / разрядки.

КОГДА ЭТО МОЖНО ОЖИДАТЬ?

Ожидается, что новое поколение передовых литий-ионных аккумуляторов будет развернуто раньше первого поколения твердотельных аккумуляторов. Они идеально подходят для использования в таких приложениях, как системы хранения энергии для возобновляемых источников энергии и транспорта (морской, железнодорожный, авиационный и внедорожный транспорт), где высокая энергия, высокая мощность и безопасность являются обязательными.

ЛИТИЙ-СЕРНЫЙ

ЧТО ЭТО?

В литий-ионных батареях ионы лития хранятся в активных материалах, действующих как стабильные структуры хозяина во время заряда и разряда.В литий-серных (Li-S) батареях нет никаких структур-хозяев. Во время разряда литиевый анод расходуется, а сера превращается в различные химические соединения; во время зарядки происходит обратный процесс.

В ЧЕМ ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВА?

В Li-S батарее используются очень легкие активные материалы: сера в положительном электроде и металлический литий в качестве отрицательного электрода. Вот почему его теоретическая плотность энергии чрезвычайно высока: в четыре раза больше, чем у литий-ионных аккумуляторов.Это делает его подходящим для авиационной и космической промышленности.

Saft выбрала и отдает предпочтение наиболее перспективной технологии Li-S на основе твердотельного электролита. Этот технический путь обеспечивает очень высокую плотность энергии, длительный срок службы и устраняет основные недостатки Li-S на жидкой основе (ограниченный срок службы, высокий саморазряд и т. Д.).

Кроме того, эта технология дополняет твердотельные литий-ионные аккумуляторы благодаря своей превосходной гравиметрической плотности энергии (+ 30% в Втч / кг).

КОГДА ЭТО МОЖНО ОЖИДАТЬ?

Основные технологические барьеры уже преодолены, и уровень зрелости очень быстро приближается к созданию полномасштабных прототипов.

Ожидается, что для приложений, требующих длительного времени автономной работы, эта технология выйдет на рынок сразу после твердотельных литий-ионных аккумуляторов.

ТВЕРДОГО СОСТОЯНИЯ

ЧТО ЭТО?

Твердотельные батареи представляют собой смену парадигмы с точки зрения технологий. В современных литий-ионных батареях ионы перемещаются от одного электрода к другому через жидкий электролит (также называемый ионной проводимостью). В полностью твердотельных батареях жидкий электролит заменен твердым соединением, которое, тем не менее, позволяет ионам лития перемещаться внутри него.Эта концепция далеко не нова, но за последние 10 лет – благодаря интенсивным исследованиям во всем мире – были обнаружены новые семейства твердых электролитов с очень высокой ионной проводимостью, аналогичные жидкому электролиту, что позволило преодолеть этот конкретный технологический барьер.

Сегодня усилия Saft R&D сосредоточены на 2 основных типах материалов: полимеры и неорганические соединения, стремясь к синергии физико-химических свойств, таких как технологичность, стабильность, проводимость…

В ЧЕМ ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВА?

Первое огромное преимущество – заметное повышение безопасности на уровне элементов и батарей: твердые электролиты негорючие при нагревании, в отличие от их жидких аналогов.Во-вторых, он позволяет использовать инновационные высоковольтные материалы с большой емкостью, что позволяет создавать более плотные и легкие батареи с более длительным сроком хранения за счет снижения саморазряда. Более того, на системном уровне это принесет дополнительные преимущества, такие как упрощенная механика, а также управление температурой и безопасностью.

Поскольку батареи могут иметь высокое отношение мощности к весу, они могут быть идеальными для использования в электромобилях.

КОГДА ЭТО МОЖНО ОЖИДАТЬ?

По мере продолжения технического прогресса на рынке, вероятно, появятся несколько типов полностью твердотельных батарей. Первыми будут твердотельные батареи с анодами на основе графита, обеспечивающие улучшенные энергетические характеристики и безопасность. Со временем, более легкие технологии твердотельных батарей с использованием металлического литиевого анода должны стать коммерчески доступными.

Новые конструкции аккумуляторов электромобилей вряд ли снизят спрос на металлы, утверждают горняки

Литиевый аккумулятор виден на стенде Lexus во время автосалона Auto China 2016 в Пекине, Китай, 29 апреля 2016 г. REUTERS / Damir Sagolj

6 августа ( Reuters) – Горнодобывающие компании заявляют, что не опасаются плана китайской CATL (300750.SZ), чтобы сделать аккумулятор для электромобиля (EV) без лития или других ключевых металлов, потому что новый дизайн будет иметь ограниченный диапазон, а более мощные конкурирующие аккумуляторные технологии в ближайшие годы поглотят запасы полезных ископаемых.

Уверенность в отрасли проистекает из стремительного роста популярности аккумуляторов не только в транспорте, но и во множестве других частей мировой экономики – эволюция, которая, по мнению многих отраслевых аналитиков, потребует значительного расширения добычи полезных ископаемых.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2030 году количество электромобилей в мире вырастет более чем в 14 раз и составит 145 миллионов.В то же время коммунальные предприятия строят огромные парки батарей для хранения электроэнергии.

Ожидается, что литий-ионные аккумуляторы останутся доминирующим химическим составом аккумуляторов по мере роста отрасли, особенно в сфере транспорта. Но в прошлом месяце CATL заявила, что разработает ионно-натриевую батарею, не содержащую никель, литий или кобальт. подробнее

Это менее мощная конструкция и более тяжелая, что делает его менее идеальным для автомобилей, что, по словам руководителей горнодобывающей промышленности, является хорошим предзнаменованием для традиционных конструкций аккумуляторов электромобилей и спроса на металлы.

«Я не думаю, что ионно-натриевые батареи снизят спрос на литий», – сказал Пол Грейвс, исполнительный директор производителя лития Livent Corp (LTHM. N), который заключил сделки на поставку Tesla Inc (TSLA.O), BMW. (BMWG.DE) и других автопроизводителей. «Фактически, спрос на литий будет ограничиваться предложением».

Некоторые западные автопроизводители работают над сокращением зависимости от магнитов, сделанных из редкоземельных металлов, но это потому, что Китай является их крупнейшим производителем. Хотя существуют альтернативы некоторым редкоземельным элементам, литий широко считается лучшим металлом по плотности энергии в батарее.подробнее

По оценкам консалтинговой компании Adamas Intelligence, использование ионно-натриевых батарей может вырасти примерно до 15% мирового рынка батарей к 2035 году.

Этот рост, однако, должен произойти за счет литий-ионно-фосфатных (LFP) аккумуляторов, которые обычно используются в автобусах или больших аккумуляторах, а не традиционных литий-ионных аккумуляторов, сказал Адамас.

«С точки зрения производителя лития, это не представляет серьезной угрозы в обозримом будущем», – сказал Райан Кастиллу, управляющий директор Adamas.

Albemarle Corp (ALB.N), крупнейший в мире производитель лития, заявила, что большие коммунальные батареи могут быть одним из важных применений нового типа батарей CATL, но литий – единственный металл, который может способствовать повсеместному внедрению электромобилей.

«Настоящим ключом к распространению электромобилей является литий-ионная батарея с более высоким энергопотреблением», – сказал Эрик Норрис, глава литиевого подразделения Albemarle.

Commodity research По оценке Roskill, спрос на литий для производства аккумуляторов электромобилей к 2030 году превысит 2 миллиона тонн, то есть более чем в 4 раза.Увеличение в 5 раз по сравнению с 2020 годом, в то время как спрос на кобальт, еще один металл, используемый в производстве батарей для электромобилей, почти удвоится в следующие десять лет. подробнее

«Количество новых потенциальных рынков для аккумуляторов и накопителей энергии растет намного быстрее, чем технологии, конкурирующие с литий-ионными», – сказал Эндрю Миллер, аналитик Benchmark Mineral Intelligence (BMI), отслеживающий цепочку поставок электромобилей. . «Это станет гораздо более разнообразным рынком аккумуляторных батарей».

Горнодобывающий гигант Rio Tinto (RIO.L) (RIO.AX), производящая литий аккумуляторного качества на своем борном руднике в Калифорнии, в прошлом месяце одобрила инвестиции в размере 2,4 миллиарда долларов в проект по производству бората лития в Сербии.

Rio отказалась комментировать план CATL.

Отчетность Клары Дениной и Эрнеста Шейдера Под редакцией Маргариты Чой

Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.

Китайская компания CATL представляет натриево-ионную батарею – первую для крупного производителя автомобильных аккумуляторов

Знак китайского производителя аккумуляторов Contemporary Amperex Technology Ltd (CATL) виден на его здании в Ниндэ, провинция Фуцзянь, Китай, 8 августа 2018 года.Снимок сделан 8 августа 2018 года. REUTERS / Stringer

ПЕКИН, 29 июля (Рейтер) – Китайская компания CATL (300750. SZ) в четверг стала первым крупным производителем автомобильных аккумуляторов, представившим натриево-ионные аккумуляторы, заявив, что планирует создать цепочка поставок для новой технологии в 2023 году.

По мере того, как электромобили становятся все более популярными, спрос на основные компоненты аккумуляторов, особенно кобальт, резко вырос. Это побудило производителей автомобилей и аккумуляторов искать альтернативы трем основным технологиям: никель-кобальт-алюминиевые (NCA), никель-кобальт-марганцевые (NCM) и литий-железо-фосфатные (LFP) аккумуляторы.

Натриево-ионные батареи не содержат литий, кобальт или никель. Стоимость новых аккумуляторов не разглашается.

CATL, ведущий производитель автомобильных аккумуляторов в Китае с рыночной стоимостью почти 200 миллиардов долларов, также представил аккумуляторную батарею, в которую входят натрий-ионные и литий-ионные аккумуляторы.

Плотность энергии его новых натрий-ионных аккумуляторов все еще ниже, чем у аккумуляторов LFP, сообщил на онлайн-брифинге заместитель руководителя исследовательского центра CATL Хуан Цисэнь. Но он добавил, что они хорошо работают в холодную погоду и в сценариях с быстрой зарядкой.

CATL, которая конкурирует с японской Panasonic Corp (6752.T) и южнокорейской LG Chem, насчитывает более 5000 исследователей, сообщил на брифинге ее председатель Цзэн Юйцюнь.

Компания также занимается разработкой других технологий, которые позволяют интегрировать аккумуляторные элементы непосредственно в раму электромобиля для увеличения запаса хода.

Автопроизводители, которые поставляет CATL, включают Tesla Inc (TSLA.O), Volkswagen AG (VOWG_p.DE) и Geely (GEELY.UL).

Отчетность Илей Сун и Тони Манро; редактирование Эдвина Гиббс и Джейсон Нили

Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.

Создан новый тип аккумулятора, который может заряжаться в 10 раз быстрее, чем литий-ионные аккумуляторы

Санкт-Петербургским государственным университетом 9 апреля 2021 г.

Символьное представление химической формулы нового полимера. Предоставлено: Анатолий Верещагин

.

Кроме того, он более безопасен с точки зрения потенциальной пожарной опасности и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду.

Трудно представить нашу повседневную жизнь без литий-ионных батарей. Они доминируют на рынке аккумуляторов небольшого формата для портативных электронных устройств, а также широко используются в электромобилях.В то же время литий-ионные аккумуляторы имеют ряд серьезных проблем, включая: потенциальную опасность возгорания и снижение производительности при низких температурах; а также значительное воздействие на окружающую среду утилизации использованных батарей.

По словам руководителя группы исследователей, профессора кафедры электрохимии Санкт-Петербургского университета Олега Левина, химики изучают окислительно-восстановительные нитроксилсодержащие полимеры в качестве материалов для электрохимического накопления энергии.Эти полимеры характеризуются высокой плотностью энергии и быстрой скоростью зарядки и разрядки благодаря быстрой окислительно-восстановительной кинетике. Одной из проблем при реализации такой технологии является недостаточная электропроводность. Это препятствует накоплению заряда даже с присадками с высокой проводимостью, такими как углерод.

В поисках решений этой проблемы исследователи из Санкт-Петербургского университета синтезировали полимер на основе комплекса никель-сален (NiSalen). Молекулы этого металлополимера действуют как молекулярная проволока, к которой прикреплены энергоемкие нитроксильные подвески.Молекулярная архитектура материала позволяет достичь высоких емкостных характеристик в широком диапазоне температур.

Профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин. Кредит: СПбГУ

.

«Мы придумали концепцию этого материала в 2016 году. Тогда мы начали разработку фундаментального проекта« Электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов на основе металлоорганических полимеров ». Работа поддержана грантом Российского научного фонда.Изучая механизм переноса заряда в этом классе соединений, мы обнаружили, что существует два ключевых направления развития. Во-первых, эти соединения можно использовать в качестве защитного слоя для покрытия основного проводящего кабеля батареи, который в противном случае был бы изготовлен из традиционных материалов для литий-ионных аккумуляторов. А во-вторых, их можно использовать в качестве активного компонента материалов для электрохимических аккумуляторов », – поясняет Олег Левин.

На разработку полимера ушло более трех лет.В первый год ученые опробовали концепцию нового материала: они объединили отдельные компоненты, чтобы имитировать электропроводящую основу и окислительно-восстановительные подвески, содержащие нитроксил. Было важно убедиться, что все части конструкции работают вместе и усиливают друг друга. Следующим этапом стал химический синтез соединения. Это была самая сложная часть проекта. Это связано с тем, что некоторые компоненты чрезвычайно чувствительны, и даже малейшая ошибка ученого может вызвать ухудшение качества образцов.

Из нескольких полученных образцов полимера только один оказался достаточно стабильным и эффективным. Основная цепь нового соединения образована комплексами никеля с саленовыми лигандами. Стабильный свободный радикал, способный к быстрому окислению и восстановлению (заряд и разряд), был связан с основной цепью ковалентными связями.

«Аккумулятор, изготовленный с использованием нашего полимера, заряжается за секунды – примерно в десять раз быстрее, чем традиционный литий-ионный аккумулятор. Это уже было продемонстрировано серией экспериментов.Однако на данном этапе он все еще отстает по емкости – на 30-40% ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов. Сейчас мы работаем над улучшением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда », – говорит Олег Левин.

Изготовлен катод для новой батареи – положительный электрод для использования в химических источниках тока. Теперь нам понадобится отрицательный электрод – анод. На самом деле, его не обязательно создавать с нуля – его можно выбрать из существующих.Вместе они образуют систему, которая в некоторых областях может вскоре заменить литий-ионные батареи.

«Новый аккумулятор способен работать при низких температурах и станет отличным вариантом там, где важна быстрая зарядка. Он безопасен в использовании – нет ничего, что могло бы создать опасность возгорания, в отличие от широко распространенных сегодня кобальтовых батарей. Он также содержит значительно меньше металлов, которые могут нанести вред окружающей среде. Никель присутствует в нашем полимере в небольшом количестве, но его гораздо меньше, чем в литий-ионных аккумуляторах », – говорит Олег Левин.

Ссылка: «Быстрый и емкий: A [Ni (Сален)] – Редокс-проводящий полимер TEMPO для органических батарей» Анатолий А. Верещагин, доктор Даниил А. Лукьянов, Илья Р. Куликов, доктор Найтик А. Панджвани, д-р Елена А. Алексеева, проф. Ян Берендс и проф. Олег В. Левин, 17 ноября 2020 г., Batteries and Supercaps .
DOI: 10.1002 / batt.202000220

исследователей разработали долговечные твердотельные литиевые батареи – Harvard Gazette

Долговечные батареи с быстрой зарядкой необходимы для расширения рынка электромобилей, но сегодняшние литий-ионные батареи не отвечают потребностям – они слишком тяжелые, слишком дорогие и требуют слишком много времени для зарядки.

На протяжении десятилетий исследователи пытались использовать потенциал твердотельных литий-металлических батарей, которые содержат значительно больше энергии в том же объеме и заряжаются за меньшее время по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.

«Литий-металлический аккумулятор считается святым Граалем для химии аккумуляторов из-за его высокой емкости и плотности энергии», – сказал Синь Ли, доцент кафедры материаловедения Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS). .«Но стабильность этих батарей всегда была плохой».

Теперь Ли и его команда разработали стабильную литий-металлическую твердотельную батарею, которую можно заряжать и разряжать не менее 10 000 раз – гораздо больше циклов, чем было продемонстрировано ранее – при высокой плотности тока. Исследователи объединили новую конструкцию с коммерческим катодным материалом с высокой плотностью энергии.

Эта аккумуляторная технология может увеличить срок службы электромобилей до бензиновых – от 10 до 15 лет – без необходимости замены аккумулятора.Благодаря своей высокой плотности тока аккумулятор может проложить путь для электромобилей, которые могут полностью заряжаться в течение 10-20 минут.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Доцент Синь Ли и его команда разработали стабильную литий-металлическую батарею, которую можно заряжать и разряжать не менее 10 000 раз. Элиза Гриннелл / Гарвард SEAS

«Наше исследование показывает, что твердотельная батарея может фундаментально отличаться от коммерческой литий-ионной батареи с жидким электролитом», – сказал Ли.«Изучая их фундаментальную термодинамику, мы можем раскрыть их превосходные характеристики и использовать их многочисленные возможности».

Большой проблемой, связанной с литий-металлическими батареями, всегда была химия. Литиевые батареи перемещают ионы лития от катода к аноду во время зарядки. Когда анод изготовлен из металлического лития, на поверхности образуются игольчатые структуры, называемые дендритами. Эти структуры врастают корнями в электролит и пробивают барьер, разделяющий анод и катод, вызывая короткое замыкание или даже возгорание батареи.

Чтобы преодолеть эту проблему, Ли и его команда разработали многослойную батарею, в которой между анодом и катодом размещены различные материалы разной стабильности. Эта многослойная батарея из разных материалов предотвращает проникновение дендритов лития не за счет их полной остановки, а за счет их контроля и сдерживания.

Думайте о батарее как о бутерброде BLT. Сначала идет хлеб – металлический литий-анод – за ним следует салат – графитовое покрытие. Затем слой томатов – первый электролит – и слой бекона – второй электролит.Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба – катодом.

Аккумулятор BLT. Сначала идет хлеб – металлический литий-анод – за ним следует салат – графитовое покрытие. Затем слой томатов – первый электролит – и слой бекона – второй электролит. Завершите его еще одним слоем помидоров и последним куском хлеба – катодом. Предоставлено: Лиза Берроуз / Гарвард SEAS

Первый электролит (химическое название Li _5.5 PS _4.5 Cl _1.5 или LPSCI) более стабилен с литием, но склонен к проникновению дендритов. Второй электролит (Li ₁₀ Ge ₁ P ₂ S ₁₂ или LGPS) менее стабилен с литием, но кажется невосприимчивым к дендритам. В этой конструкции дендритам позволяют прорастать через графит и первый электролит, но они останавливаются, когда достигают второго. Другими словами, дендриты прорастают через салат и помидоры, но останавливаются на беконе. Барьер для бекона не дает дендритам проталкиваться и закорачивать аккумулятор.

«Наша стратегия включения нестабильности для стабилизации батареи кажется нелогичной, но точно так же, как якорь может направлять и контролировать шуруп, врезающийся в стену, точно так же наше руководство по многослойному дизайну и контролирует рост дендритов», – сказал Лухан Йе. соавтор статьи и аспирант SEAS.

«Разница в том, что наш якорь быстро становится слишком тугим, чтобы дендрит не мог просверлить отверстие, поэтому рост дендрита останавливается», – добавил Ли.

Аккумулятор тоже самовосстанавливающийся; его химический состав позволяет ему заполнять дыры, созданные дендритами.

«Эта экспериментальная конструкция показывает, что литий-металлические твердотельные батареи могут быть конкурентоспособными с коммерческими литий-ионными батареями», – сказал Ли. «А гибкость и универсальность нашей многослойной конструкции делает ее потенциально совместимой с процедурами массового производства в аккумуляторной промышленности. Масштабировать его до коммерческой батареи будет непросто, и все еще есть некоторые практические проблемы, но мы верим, что они будут преодолены ».

Гарвардский отдел развития технологий защитил портфель интеллектуальной собственности, связанный с этим проектом, который расширяется до коммерческих приложений при поддержке Гарвардского ускорителя физических наук и инженерии и Гарвардского фонда решений по изменению климата.

Исследователи делают щелочно-хлорные батареи перезаряжаемыми

Международная группа исследователей во главе со Стэнфордским университетом разработала аккумуляторные батареи, которые могут хранить до шести раз больше заряда, чем те, которые в настоящее время коммерчески доступны.

Светодиодная лампа питается от прототипа перезаряжаемой батареи, в которой используется химия натрия и хлора, недавно разработанная исследователями Стэнфорда. (Изображение предоставлено: Гуаньчжоу Чжу)

Аванс, подробно описанный в новой статье, опубликованной авг.25 в журнале Nature , может ускорить использование аккумуляторных батарей и приблизить исследователей аккумуляторов на один шаг к достижению двух основных заявленных целей в их области: создание высокопроизводительной аккумуляторной батареи, которая позволит заряжать мобильные телефоны только раз в неделю. вместо повседневных и электромобилей, которые могут путешествовать в шесть раз дальше без подзарядки.

Новые так называемые щелочно-хлорные батареи, разработанные группой исследователей во главе с профессором химии Стэнфордского университета Хунцзе Даем и докторантом Гуаньчжоу Чжу, основаны на возвратно-поступательном химическом преобразовании хлорида натрия (Na / Cl ₂ ) или хлорида лития (Li / Cl ₂ ) до хлора.

Когда электроны перемещаются от одной стороны перезаряжаемой батареи к другой, перезарядка возвращает химический состав обратно в исходное состояние, ожидая следующего использования. Неперезаряжаемым батареям не повезло. После истощения их химический состав не может быть восстановлен.

«Аккумуляторная батарея чем-то похожа на кресло-качалку. Он наклоняется в одном направлении, но затем возвращается обратно, когда вы добавляете электричество », – объяснил Дай. «У нас есть кресло-качалка с высокой качалкой».

Случайное открытие

Причина, по которой никто еще не создал высокопроизводительные перезаряжаемые натрий-хлорные или литий-хлорные батареи, заключается в том, что хлор слишком реактивен и его сложно преобразовать обратно в хлорид с высокой эффективностью.В тех немногих случаях, когда другим удавалось достичь определенной степени перезаряжаемости, характеристики батареи оказались низкими.

Новые щелочно-хлорные батареи были разработаны группой исследователей под руководством профессора химии Хунцзе Дая. (Изображение предоставлено L.A. Cicero)

Фактически, Дай и Чжу вообще не намеревались создать перезаряжаемые натриевые и литий-хлорные батареи, а просто усовершенствовали существующие технологии батарей с использованием тионилхлорида. Это химическое вещество является одним из основных ингредиентов литий-тионилхлоридных батарей, которые являются популярным типом одноразовых батарей, впервые изобретенных в 1970-х годах.

Но в одном из своих ранних экспериментов с хлором и хлоридом натрия исследователи из Стэнфорда заметили, что преобразование одного химического вещества в другое каким-то образом стабилизировалось, что привело к некоторой перезарядке. «Я не думал, что это возможно», – сказал Дай. «Нам потребовалось около года, чтобы по-настоящему понять, что происходит».

В течение следующих нескольких лет команда выяснила обратимый химический состав и искала способы сделать его более эффективным, экспериментируя с множеством различных материалов для положительного электрода батареи.Большой прорыв произошел, когда они сформировали электрод из усовершенствованного пористого углеродного материала от соавторов профессора Юань-Яо Ли и его ученика Хун-Чун Тай из Национального университета Чунг-Ченг Тайваня. Углеродный материал имеет структуру наносферы, заполненную множеством сверхмалых пор. На практике эти полые сферы действуют как губка, всасывая обильное количество молекул хлора, которые в противном случае были бы чувствительны, и сохраняя их для последующего преобразования в соль внутри микропор.

«Когда батарея заряжена, молекула хлора улавливается и защищается в крошечных порах углеродных наносфер», – пояснил Чжу.«Затем, когда аккумулятор необходимо разрядить или разрядить, мы можем разрядить аккумулятор и преобразовать хлор в NaCl – поваренную соль – и повторить этот процесс в течение многих циклов. В настоящее время мы можем выполнять цикл до 200 циклов, и есть возможности для улучшений ».

Результат – шаг к латунному кольцу конструкции батареи – высокая плотность энергии. Исследователи достигли 1200 миллиампер-часов на грамм материала положительного электрода, в то время как емкость коммерческих литий-ионных аккумуляторов сегодня составляет до 200 миллиампер-часов на грамм.«Наша емкость как минимум в шесть раз выше», – сказал Чжу.

Исследователи предполагают, что их батареи однажды будут использоваться в ситуациях, когда частая подзарядка нецелесообразна или нежелательна, например, в спутниках или удаленных датчиках. Многие спутники, которые можно было бы использовать в других случаях, сейчас находятся на орбите, устаревшие из-за разряженных батарей. Будущие спутники, оснащенные долговечными перезаряжаемыми батареями, могут быть оснащены солнечными зарядными устройствами, что многократно расширит их полезность.

На данный момент разработанный ими рабочий прототип может быть пригоден для использования в небольшой повседневной электронике, такой как слуховые аппараты или пульты дистанционного управления.Что касается бытовой электроники или электромобилей, то остается еще много работы по проектированию конструкции батареи, увеличению плотности энергии, увеличению размера батарей и увеличению количества циклов.

Хунцзе Дай – профессор химии Дж. Дж. Джексона и К. Дж. Вуда в Школе гуманитарных и естественных наук. Дополнительными исследователями в Стэнфорде являются Синь Тянь, Цзячен Ли, Хао Сунь, Пэн Лян, Майкл Энджелл и Юнтао Мэн. Дополнительные соавторы – из Национального университета Чунг Ченг, Национального центра исследований синхротронного излучения, Национального центрального университета, Национального Тайваньского университета науки и технологий – все из Тайваня; а также Шаньдунский университет науки и технологий в Китае.Это исследование было поддержано Стэнфордской инициативой Bits & Watts, и в нем использовались инструменты Стэнфордского центра коллективного пользования нанотехнологиями, который поддерживается Национальным научным фондом.

Чтобы читать все статьи о Стэнфордской науке, подпишитесь на еженедельный выпуск Stanford Science Digest .

.