Loading

Гибридный аккумулятор заряжается от механического воздействия

Создано 07.12.2012 14:50
Автор: Алексей Норкин

Гибридный аккумулятор заряжается от механического воздействия

Мир стремится к использованию чистой электрической энергии. Ее очень удобно использовать, но не очень удобно хранить. Пожалуй, самый эффективный способ хранения электроэнергии на сегодняшний день – преобразование электричества в химические вещества. Для того чтобы зарядить аккумулятор, на него воздействуют зарядным током, запасая в банках аккумуляторной батареи энергетическое вещество. Впоследствии электрический ток «извлекают» обратно, в очередной раз прибегая к химическим преобразованиям.

Что-то здесь не так, задумались исследователи из Технологического института Джорджии. Ведь чтобы получить электрический ток, обычно выполняют механическую работу. Нельзя ли исключить лишнюю ступень преобразований, превратив механические усилия непосредственно в химическое вещество? Сказано – сделано…

Ученые из Джорджии придумали эффективную энергетическую ячейку, непосредственно преобразующую механическую энергию в химическую. Реализация их изобретения позволит создать действующие аккумуляторы электрической энергии, заряжаемые механическим путем.

Зон Лин Ван (Zhong Lin Wang), профессор Школы материаловедения и инженерии Технологического института Джорджии утверждает, что их ячейка, генерирующая и запасающая энергию одновременно, по суммарной эффективности в пять раз превосходит существующие технологии, когда механическая энергия вначале преобразуется в электричество, а затем запасается в химических аккумуляторах.

Зон Лин Ван (Zhong Lin Wang), профессор Школы материаловедения и инженерии Технологического института Джорджии

«Люди привыкли рассматривать генерацию энергии и ее хранение как две отдельных операции», - рассказывает профессор. «Мы совместили их вместе в одно гибридное устройство, создав самозаряжающуюся ячейку».

Энергетическая ячейка состоит из литий-оксидного катода и анода из диоксида титана, разделенных фторопластовой пьезоэлектрической пленкой. При давлении на ячейку перегородка создает напряжение, вызывающее зарядный ток - движение ионов литиевого электролита от катода к аноду. Подключение электрической нагрузки к ячейке вызывает электрический ток в обратном направлении.

В процессе тестирования, механически воздействуя на ячейку с частотой колебаний 2,3 Гц, ученым удалось, за четыре минуты повысить напряжение между ее электродами с 327 до 395 милливольт. После заряда ячейка возвращается в исходное состояние, генерируя ток в нагрузке один миллиампер в течение примерно двух минут. Исследователи посчитали, что емкость ячейки в таком режиме составляет 0,036 мА/час.

Система может быть использована для преобразования механической энергии при ходьбе или во время движения автомобиля. В настоящее время ячейка способна генерировать при ходьбе достаточно энергии для питания небольшого калькулятора. Вполне возможны и другие примеры использования, такие как преобразование усилий океанских волн или любых механических вибраций.

Проект получил поддержку со стороны армии. Военные заинтересовались возможностью питания автономной электроники при ходьбе, ведь в армии, как и раньше, много марширующих солдат. Не осталось в стороне и Министерство энергетики, а также Национальный научный фонд и Программа инновационных знаний Китайской академии наук, также принимавшая участие в финансировании исследований.

По материалам Georgia Tech

Комментарии: