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

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.

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.

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.

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%.

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.

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?