Подпишитесь на рассылку ТОП материалов и получите секретный тренинг для сотрудников VolksWagen.

Проточные аккумуляторы — 1000 км на одной зарядке

Проточные аккумуляторы считаются аккумуляторами будущего. Они практически универсальны и могут как обеспечивать энергией жилые помещения, так и применяться на производстве и в технике. Именно на них в последние годы современные ученые делают особенную “ставку” за счет универсального принципа действия. Есть все основания полагать, что скоро в своих торговых точках мы увидим аккумуляторы нового поколения. Но обо всем по порядку.

Принцип работы проточных (потоковых) батарей

Схема работы проточного аккумулятора

Наиболее известными сегодня ванадиевые проточными аккумуляторами являются  Редокс (redox — производное от английского reduction-oxidation, что в переводе означает восстановление-окисление). Принцип работы таких батарей основывается на взаимодействии двух «заряженных» жидкостей-электродов — они выполняют роли плюсового и минусового зарядов. За счет давления, создаваемого насосами, они пропускаются через специальную ячейку. В ней, в результате химического взаимодействия, и производится электрический ток.

Перекачка электролита в авто QUANTiNO

Электролиты располагаются в баках, каждый в своем, в ячейке из разделяет мембрана. Она не мешает электродам обмениваться ионной энергией, но и не допускает перемешивание топливной жидкости. Продукты реакции выводятся из ячейки при помощи жидкости, которая затем опять поступает в емкость по замкнутому контуру. Играя роль плюсовых и минусовых полюсов, эти электролиты и получили свое название «жидкие электроды». Отсюда и название АКБ — проточные или потоковые.

Это интересно! Потоковые аккумуляторы изобретены в противовес остальным видам накопителей — это своеобразная и довольно удачная попытка решить проблемы прочих видов аккумуляторов.

Преимущества потоковых аккумуляторов

Потоковые батареи хороши тем, что вещества, которые хранят энергию, изолированы от устройства, в котором происходит выработка тока. Поэтому неважно, сколько именно в аккумуляторе имеется проводящих веществ. В любом случае узел-генератор тока будет только один. Важно, что это очень серьезно снижает и вес, и стоимость таких аккумуляторов.

Важно понимать, что перезаряд подобного производителя-накопителя может происходить не только подачей к нему тока, но и элементарной заменой электропроводящего вещества на такой же новый. И тогда перезарядка происходит всего за пару-тройку минут.

На заметку: такие проточные аккумуляторы способны хранить огромное количество энергии. Чтобы это обеспечить, нужно просто увеличить емкость баков с хранящимися в них электролитом, до необходимой величины.

Характеристики проточных аккумуляторов

Несмотря на то что эти устройства для нас еще относительная новинка, бояться использовать их не стоит. Ведь они обладают прекрасными техническими и качественными характеристиками:

  • надежность;
  • выносливость;
  • долговечность;
  • безопасность.

За счет конструкционных свойств и используемых материалов, они намного экономичнее литий-ионных в пересчете на киловатт-часы аккумулированной энергии. К тому же, такие батареи не имеют никаких опасных или экологически агрессивных свойств. Изолированные друг от друга активные вещества и один на всех модуль генерации полностью исключают возможности замыкания или перегревов. Поскольку именно они зачастую приводят к самовоспламенению литий-ионных батарей.

Проточные аккумуляторы, в отличие от других накопительных устройств, способны выдерживать до 10 тысяч циклов заряда-разряда. В то время как ионно-литиевые не выдерживают и 1 тысячи.

Отличия современных потоковых батарей от nanoFlowcell

Швейцарская компания nanoFlowcell использует более простую и современную конструкцию проточных АКБ. Главное отличие — отсутствие мембраны. Такая технология позволяет использовать лишь один поток, а дорогостоящая и требующая постоянного обслуживания мембрана не используется. 

В момент разрядки полисульфаты лития поглощают его ионы, а в момент зарядки ионы возвращаются обратно в жидкость. При этом органический растворитель, через который проходят оба вещества, позволяет не допустить коррозию. Отказ от мембраны и переход на химическую реакцию позволяет современным разработчикам свободно экспериментировать с жидкостями.

В коротком рекламном ролике компания в наглядной форме продемонстрировала все преимущества своей технологии:

Инновационный носитель заряда bi-ION для потоковых аккумуляторов

Специалисты швейцарской компаниии nanoFlowcell Holdings разработали систему инновационного носителя заряда bi-ION, которая внедрена в проточный аккумулятор. За счет своей высокой концентрации эта жидкость способна обеспечить плотность энергии в размере 600 Ватт час на литр. По сравнению с литий-ионными батареями, bi-ION от nanoFlowcell Holdings дает энергию до пяти раз больше. Разработка ориентирована на электромобили с питанием от проточных аккумуляторов.

Преимущества и применение носителя заряда bi-ION для поточных аккумуляторов

Батарея nanoFlowcell в 400 раз превосходит емкость свинцовой аккумуляторной батареи и в 5 раз превосходит уровень емкости литий-ионных батарей. Также на подобную установку дается гарантия на 10 000 циклов зарядки.

  1. Экономичность и универсальность. Разработка применяется для обеспечения электроэнергией е-мобилей. Bi-ION является полностью экологическим продуктом. Он не воспламеняется, не обладает взрывчатыми свойствами. Bi-ion значительно дешевле в производстве, чем переработка топлива или производство литий-ионных батарей.
  2. Доступность. Bi-ION не извлекается в каких-то отдельных странах с богатым месторождением, как это происходит с нефтью или иными полезными ископаемыми. Раствор может быть изготовлен в лабораторных условиях практически в любой стране мира (при наличии соответствующего производственного оборудования).
  3. Удобная зарядка, простое введение в пользование. Распространение и продажа bi-ION не требует построения выделенной сети заправочных станций. Существующие топливные станции также могут быть использованы и для данного типа зарядки. Для этого необходимо будет произвести всего лишь несколько незначительных модификаций насосов и форсунок в автозаправочных аппаратах.

Испытания электромобиля QUANTiNO 2 совместно с bi-ION от nanoFlowcell Holdings

Проведены совместные испытания работы аккумуляторов на основе bi-ION компаний по производству элетромобилей QUANTiNO 2 и nanoFlowcell Holdings. Батареи продемонстрировали высокую динамику и стабильность работы системы привода даже без суперконденсаторов. За счет этой технологии компании добились увеличения скорости и огромного снижения как веса, так и стоимости нового электромобиля.

Это означает, что относительно скоро мы увидим, как его уже называют, “квантовый электрокар nanoFlowcell” на дорогах. Также ожидается, что такие автомобили будут стоить меньше, чем современные машины с двигателями внутреннего сгорания. Последние тесты этого ё-мобиля уже направлены на подтверждение готовности к серийному производству.

В ходе испытаний, прошедших на автодроме в швейцарском Цюрихе, Quantino преодолел немыслимое расстояние для всех представленных на рынке электромобилей в 1 000 км всего за 8 часов и 21 минуту, при средней скорости в 120 км/ч. А после теста главного инженера NanoFlowcell Нунцио Ла Веккья, проехавшего 1 036 км со средней скоростью в 74 км/ч, имитируя городской цикл движения с незначительными остановками, остаток емкости батареи составила 78%.

Автомобиль QUANTiNO

В комплектацию двухдверного концепткара nanoFlowcell Quantino входят 4 электрических двигателя с мощностью по 108 л.с. каждый и крутящим моментом в 200 Нм. Автомобиль набирает скорость в 100 км/ч всего за 5 секунд. Машина способна развивать скорость в 100 км/ч за 5 секунд, а процесс зарядки автомобиля на квантовой энергии занимает всего 4 секунды.

Мощный и экологически чистый квантовый двигатель и простой процесс заправки безопасными энергоносителями – основные конкурентные преимущества концепткара nanoFlowcell Quantino.

Электромобиль в действии, а также его внешний вид можно оценить при помощи данного видео 

Проточный аккумулятор своими руками

Неискоренимо желание наших соотечественников сэкономить денег на том, что можно сделать самостоятельно и даром. Но, к сожалению, для энтузиастов и даже умельцев придется сообщить печальную новость — проточный аккумулятор своими руками сконструировать очень трудно. Во всяком случае пока. Все мы привыкли в пошаговым инструкциям, которые ведут нас от нуля и до результата. Но не в этот раз, господа.

Что же этому препятствует:

  • технология производства в общий доступ еще не выложена, поскольку она новая и частью секретная,
  • чтобы создать такой проточный аккумулятор, потребуются лаборатория и оборудования для создания необходимых химических соединений и соблюдение их пропорций (ведь принцип, как помним, построен именно на химической реакции);
  • нужны сами химические элементы, которые на прилавке авторынка не купишь,
  • нужны научные знания в области химии.

Разумеется, самодельный накопитель без соблюдения технологии может оказаться и вредным. В Сети можно встретить статьи с заголовками, обещающими научить конструировать своими руками, к примеру, ванадиевые проточные аккумуляторы или батареи, работающие на некой ионной жидкости. В подавляющем большинстве случаев — это или выдумки, или переливание из пустого в порожнее без какой либо конкретики.

По последним данным, в производстве ученые пытаются применяться даже травы, что позволит создать еще более экологичные и дешевые устройства. Отечественные инженеры рассматривают возможность внедрить в потоковый аккумулятор в качестве электропроводящего вещества растение ревень. По их расчету, такая батарея будет абсолютно безопасна для здоровья и не навредит окружающей среде. Именно поэтому можно считать такие батареи большим шагом в будущее.

Подведем итоги

Поточные аккумуляторы — не только шаг в будущее. Это скорее будущее шагнуло в нашу повседневность. Благодаря инновационным разработкам уже скоро мы сможем увидеть на наших заправках небольшие альтернативные устройства, которые позволят поставить автомобиль на для подзарядку и тем дадут возможность перейти на машины более быстрые, мощные и экономичные, чем нынешние.

Все необходимые устройства — уже готовы. Добро пожаловать в будущее, друзья! А какими вы видите наше грядущее с этими разработками и возможностями?