Газовые батареи: Газовые конвекторы отопления, виды, монтаж и отзывы потребителей

alexxlab

Содержание

Радиаторы для систем с газовым котлом

Одним из востребованных вариантов организации водяных сетей отопления являются системы, в которых функции источника тепловой энергии выполняет газовый котел. Популярность таких инженерных коммуникаций обусловлена эксплуатационными свойствами обогревательного устройства и доступностью топлива. Если есть возможность подключиться к магистральным трубопроводам, то газ представляет собой самый оптимальный и дешевый источник энергии для функционирования сетей отопления в частных домах и коттеджах.

Газовое оборудование часто используется и при сооружении автономных систем обогрева в малоэтажных многоквартирных зданиях. В этом случае устанавливают двухконтурные настенные модели, которые отличаются компактными размерами, не требуют выделения специального помещения и позволяют наладить бесперебойное снабжение горячей водой. Для сооружения эффективной автономной системы обогрева необходимо правильно подобрать трубопроводную арматуру и отопительное оборудование, а также определиться со схемой подключения радиаторов отопления к котлу. ТМ Ogint предлагает батареи и комплектующие детали в широком ассортименте. Они отличаются надежностью, длительным сроком службы и рассчитаны на эксплуатацию в условиях РФ.

Нюансы выбора батарей для системы с котлом

Покупая радиаторы для автономной сети отопления, следует обращать внимание на коэффициент теплоотдачи приборов, период эксплуатации и другие параметры. При этом ориентируются на величину рабочего давления в системе обогрева, максимальную температуру теплоносителя и его состав. Какие радиаторы лучше для систем отопления с газовым котлом в качестве источника тепловой энергии?

Ассортимент ТМ Ogint представлен следующими вариантами батарей:

  • алюминиевыми. Они отличаются высоким уровнем теплоотдачи и небольшим весом, но чувствительны к параметрам теплоносителя и склонны к образованию воздушных пробок.
    Алюминиевые радиаторы можно использовать в качестве приборов отопления, если обеспечить контроль состава рабочей среды и установить на каждый радиатор кран Маевского для стравливания воздуха;
  • чугунными. Батареи из чугуна устойчивы к коррозии, сохраняют функциональность длительное время и нечувствительны к качеству теплоносителя. Они имеют большой вес и меньший уровень теплоотдачи, но долго остаются теплыми за счет инертности. Чугунные радиаторы медленно нагреваются и усложняют процесс регулирования температурного режима в помещении;
  • биметаллическими. Такие приборы обогрева лишены недостатков моделей из чугуна и алюминия. Биметаллические батареи имеют высокую теплоотдачу, не склонны к появлению коррозии и не требуют особой очистки теплоносителя. Стоимость радиаторов окупается благодаря длительному сроку службы и возможности сэкономить на оплате отопления при установке терморегуляторов.

Поскольку величина давления в автономных сетях с газовым котлом не превышает 4-5 бар, то для обогрева помещений можно использовать все варианты батарей.

Схемы подключения радиаторов

По способу подачи теплоносителя системы обогрева бывают однотрубные и двухтрубные. Они представлены несколькими вариантами подключения, которые отличаются принципом действия и конструктивными особенностями.

Среди однотрубных схем для одноэтажных и двухэтажных зданий с небольшим количеством помещений самой оптимальной является «ленинградка» с принудительной циркуляцией. Для балансировки системы радиаторы оснащаются байпасами, а установка запорных кранов и терморегуляторов позволяет проводить ремонтные работы и контролировать температуру.

Двухтрубная схема сложнее в монтаже и требует больше материалов и комплектующих деталей при сборке. Популярным вариантом являются сети с попутным движением теплоносителя, поскольку они не нуждаются в дополнительной балансировке. При монтаже схемы с принудительной циркуляцией возможно комбинирование радиаторов с системой «теплый пол».

Трубы дополнительного отопления прокладывают в отдельных помещениях здания или размещают на одном из этажей.

Этапы подключения батарей

Порядок подключения радиаторов в сети обогрева с газовым котлом зависит от схемы и ее конструктивных особенностей. Среди правил монтажа отопительного оборудования можно выделить следующие:

  • в системах с естественной циркуляцией необходимо обеспечить уклон прямой и обратной магистрали, а котел размещают ниже уровня расположения батарей;
  • для безопасности функционирования котла нужно поставить газовый фильтр и группу безопасности с предохранительным клапаном, автоматическим воздухоотводчиком и манометром;
  • обязательными элементами системы отопления являются фильтр грубой очистки для удаления примесей из теплоносителя, шаровые краны и терморегулирующий вентиль.

При монтаже комбинированной сети отопления, в которой сочетаются радиаторы и «теплый пол», подключение к котлу осуществляется с помощью распределительного коллектора. Он равномерно распределяет теплоноситель, а одинаковый нагрев обеспечивают за счет установки циркуляционного насоса в каждом контуре.

Для управления температурой в помещениях и повышения эффективности сетей обогрева ТМ Ogint предлагает краны Маевского, терморегуляторы и запорные клапаны. Они устанавливаются во время монтажа радиаторов и позволяют своевременно удалять воздух из системы, поддерживать нужный микроклимат и проводить ремонт отдельных приборов.

хороший выбор и низкие цены.

Батареи бывают нескольких видов.

     Чугунные радиаторы —  прочные и долговечные. Такие батареи применяются там, где есть центральная система отопления, в многоэтажных зданиях. Им не страшна коррозия,  имеют большую теплоотдачу.

   

Стальные радиаторы  бывают разной тепловой мощности. При системе отопления открытого типа,  радиаторы могут быть повреждены ржавчиной, что  приводит к уменьшению срока их службы. Недостатком является низкое рабочее давление, а также уязвимость внутренней поверхности к коррозийным явлениям.

    Алюминиевые радиаторы устанавливаются в частных домовладениях, где в системе отопления более низкое давление,  чем  в  многоэтажных домах. Их достоинством являются небольшие габаритные размеры, малая масса, хорошая отдача тепла. Недостатком может являться также коррозия металла.

    Биметаллические радиаторы имеют стальные внутренние элементы. Они устанавливаются в многоквартирных домах с большим количеством этажей.

Батареи в Оренбурге широко представлены в сети магазинов «Газтехника».

Алюминиевые радиаторы представлены двумя типами размеров: 500/80 и 350/80. Отличаются по количеству секций 4,6, 8, 10 и 12. Производитель фирма Termica. Алюминиевые радиаторы модели tOrrid  имеют небольшую массу, размеры и большую теплоотдачу. Ассортимент алюминиевых радиаторов имеет небольшую и доступную стоимость. Так же продаются монтажные комплекты. Биметаллические радиаторы модели Bitherm имеют чуть большую массу, большую теплоотдачу и высокое рабочее давление.

Батареи отопления вы можете купить в сети фирменных магазинах Газтехника  по доступным ценам.

Например:
Радиаторы биметаллические  Bitherm 350/80,  10 секций
Радиаторы алюминиевый tOrrid 350/80,  10 секций
Радиатор алюминиевый tOrrid 500/80, 10 секций
Радиатор Royal Thermo Revolution 500,  12 секций



Убийца выбросов: начинается строительство крупнейшей в мире батареи на основе сжиженного воздуха

Фото: Tim Mossholder

Новый объект расположен в Великобритании, в энергетическом парке Траффорд, недалеко от Манчестера, где также расположены газовая электростанция Каррингтон и ныне закрытая угольная электростанция.

Компания-разработчик проекта Highview Power планирует ввести батарею в эксплуатацию в 2022 году. В работе агрегата предусмотрено использование «зелёной» энергии для сжатия воздуха в компрессорах до жидкого состояния и его последующего хранения. По мере возникновения потребности в электроэнергии воздух вновь доводят до газообразного состояния, повышая давление и температуру, и он используется для вращения турбины, которая начинает вырабатывать электричество.

Ёмкость батареи Highview Power составляет 250 МВт*ч, что в два раза больше, чем способна аккумулировать самая большая в мире литий-ионная батарея, построенная Tesla в Южной Австралии.

Накопитель нового типа сможет в течение пяти часов обеспечивать электроэнергией до 200 000 жилых домов, а также сможет хранить энергию сроком до нескольких недель.

Срок службы батареи составит 30-40 лет – это значит, что она перейдёт в пользование к следующему поколению.

Как говорит исполнительный директор Highview Power Хавьер Кавада (Javier Cavada), главный конкурент аккумуляторов, использующих возобновляемые источники энергии, – это газовые и угольные  электростанции, работающие на ископаемом топливе. Это связано с тем, что они передают электричество в сеть равномерно, а значит потребность в устройствах накопления энергии отсутствует.

Газовые электростанции до сих пор остаются ключевым звеном энергосистемы Великобритании в связи с тем, что возможности размещения гидроэлектростанций ограничены потребностью в водохранилищах, а гравитационные накопители, принцип работы которых основан на перемещении бетонных грузов вверх-вниз, менее распространены, как и крупномасштабное производство водородного топлива. Основное преимущество батареи на основе сжиженного воздуха в том, что её можно разместить, где угодно, так как воздух есть везде.

В 2019 году Великобритания заявила о намерении сократить выбросы парниковых газов до нуля к 2050 году: таков новый план правительства по борьбе с изменением климата. Для достижения этой цели требуется увеличить мощность производства возобновляемой энергии в четыре раза, однако из-за её нестабильной выработки потребуется увеличение ёмкости накопителей в десятки раз.

Правительство Великобритании поддержало проект Highview Power грантом в 10 миллионов фунтов стерлингов, а в феврале 2020 года компания получила 35 миллионов фунтов инвестиций от японского машиностроительного гиганта Sumitomo. Министр энергетики Великобритании Квази Квартенг

считает, что это – революционная разработка, которая позволит реализовать план восстановления экономики после пандемии коронавируса путём перехода к «зелёной» экономике и приблизиться к нулевому уровню выбросов парниковых газов, что является основной целью.

Кроме того, запуск батареи позволит создать новые рабочие места в Манчестере и обеспечивать дома и предприятия электричеством, полученным из «зелёных» источников, даже в периоды, когда солнце не светит, и ветер не дует.

Highview Power разрабатывает проекты и в других частях Великобритании, а также в континентальной Европе и США, в том числе в Вермонте, где компания собирается построить ещё более мощную батарею – на 400 МВт*ч. Однако запуск батареи в Манчестере станет первым и самым важным.

По словам Кавада, компания высоко ценит смелый шаг правительства Великобритании по использованию новых технологий для решения проблем внутри страны и последующего экспорта технологий в глобальном масштабе.

«Что касается применения у нас [в России], то я очень надеюсь, что когда-нибудь в будущем все эти и другие эффективные технологии хранения энергии будут у нас востребованы и найдут свое место в системе генерации энергии на основе ВИЭ. Но пока об этом говорить рано, – говорит Михаил Юлкин, генеральный директор Центра экологических инвестиций. – Доля солнца и ветра в выработке энергии у нас не превышает 1,5%. Для такого мизерного объема большой надобности в системах хранения энергии нет. Вполне хватает мощности традиционных источников энергии (ТЭЦ, ГРЭС и ГЭС), чтобы сглаживать пики».

«А вот когда доля ВИЭ в выработке будет измеряться десятками процентов, тогда потребуется многое изменить в энергосистеме и тогда решения по хранению энергии, в том числе описанные в статье решения, основанные на компримировании воздуха, найдут в ней свое место», – уверен он.

У семьи из Тамбова разорвало батареи после отключения газового оборудования

«Наших детей лишили дома» — с такими словами в редакцию телеканала «Новый век» обратились жители областного центра. Родители малышей утверждают, что им пришлось покинуть родные стены из-за сотрудников газовой компании, которые решили прекратить подачу «голубого топлива» в жилище.

Четвероногая подруга Штурмовых радуется приезду хозяев: почти месяц Манюне приходится коротать дни в одиночестве. Люди здесь не живут с тех пор, как заподозрили утечку газа.

Роман Штурмов: «19 февраля я почувствовал слабый запах газа. Я находился в это время с семьёй. Мы вызвали газовую аварийную службу. Они, не заходя, не проверив, какая утечка газа произошла, ничего не проверив вообще, прямым текстом сказали: «Мы вас отключаем». Вот, как видите, что произошло, что они сделали — газовая компания аварийная».

Газа в доме Штурмовых нет до сих пор, как нет и тепла. Из-за того, что в сильные холода в трубах осталась вода, отопительная система разморозилась.

Юлия Савушкина, специальный корреспондент: «Сейчас даже в одежде находиться в этом доме некомфортно. Как вы видите, сейчас я в шапке, шарфе, зимней куртке, и мне всё равно холодно. Когда я говорю, идёт пар. Вот термометр, и даже его столбик ушёл в минус».

«Произведено отключение АГВ от газа, установлена заглушка». Причины таких действий в акте не указаны. Свой поступок, по словам хозяев, газовики объяснили лишь устно.

«Они, газовая компания, точнее, мастер-слесарь Урюпин ссылаются на то, что неисправна кнопка-автомат».

Кнопка-автомат или автоматика безопасности — объясняют в газовой компании — система, от которой буквально зависит здоровье и жизнь людей. Служит она для того, чтобы в случае утечек оперативно отключать подачу газа. Использовать оборудование со сломанной автоматикой, как утверждают специалисты, было слишком рискованно.

Кирилл Осетров, начальник отдела ВДГО АО «Газпром газораспределение Тамбов»:
«Не стоит забывать, что неисправность автоматики безопасности подвергает опасности абонентов, проживающих  по данному адресу, в том числе несовершеннолетних детей, а также жителей соседних квартир. Для выполнения ремонтных работ требовалась замена автоматики безопасности отопительного газового прибора, от которой абонент отказался».

В поисках тепла Штурмовы были вынуждены переехать к матери главы семейства в однушку на западе Тамбова. В тесноте да не в обиде, как говорится, но в семье пока не оставляют надежд вернуться в свой дом. В поисках решения молодые родители куда только не обращались — дошли даже до прокуратуры.

Роман и Екатерина Штурмовы: «Сейчас мы вынуждены здесь обитать, точнее, жить, а не жить в своём родном доме. Нас, точнее, даже не нас, а детей лишили тепла и родного дома. Мы очень скучаем по дому. Особенно дети. Они скучают по своей любимой кошке, с которой они всегда играли. Дети постоянно спрашивают: «Когда домой?» Как бы не было хорошо в гостях, дома лучше всё же».

А вот газовики уверены: судьба Штурмовых в их же руках. Правда, чтобы вернуться в дом, семье придётся потратиться. Варианта два: заменить поломавшуюся деталь или приобрести новый АГВ. Бригада якобы поможет с установкой, и газ в доме включат снова.

Кирилл Осетров, начальник отдела ВДГО АО «Газпром газораспределение Тамбов»: «В соответствии с законодательством Российской Федерации ответственность за содержание газового оборудования несёт собственник помещения. В случае, если абонент исправит данную ситуацию: либо выполнит ремонт, либо заменит газовое оборудование, в кратчайшие сроки будет возобновлена подача газа».

Кто будет нести ответственность за разморозку системы отопления и чем в итоге закончится эта история — вопрос открытый. Наверняка понятно то, что с газом при любых обстоятельствах стоит быть начеку.

Замена батарей отопления при помощи газосварки

В наших климатических условиях отопление помещений в осенне-зимний период является основной задачей для создания комфортного проживания и работы. Как нельзя лучше с этим справляется централизованное отопление. На смену громоздким чугунным батареям пришли их более современные «собратья» — биметаллические. Для замены батарей по-прежнему нет ничего надежнее, чем использовать газовую сварку. Этот вид сварки используется для монтажа труб различного диаметра, лучшим образом подходит для замены радиаторов отопления.

 Что такое газовая сварка

Газовая сварка – это процесс, при котором две части металлических изделий соединяются между собой при помощи специального оборудования. В процессе сварки металл расплавляется и при соединении образует очень прочное сцепление между элементами. Сварочные швы имеют высокую прочность, поэтому протечки в местах сварки исключены. Сами швы можно разделить на:

  • потолочные;
  • горизонтальные;
  • вертикальные швы.

Хотя многие утверждают, что газосварка – это процесс трудозатратный, занимает много времени, но на данный момент это все же самый надежный способ соединения металлических деталей, учитывая различные гидроудары, которые постоянно происходят в трубах во время отопительного периода. А стоимость ремонта, который потребуется в случае прорыва труб отопления, будет существеннее, чем траты на монтаж батарей.

 Как это происходит

Итак, как же происходит процесс замены? Он включает в себя несколько этапов, как подготовительного, так и исполнительного характеров.

  • Слив теплоносителя. На первоначальном этапе сливается теплоноситель из системы. В летний период этот этап пропускается, так как батареи пустые. А вот если ремонт выпал на отопительный период, то следует основательно подойти к данной манипуляции, иначе потопа не избежать.
  • Демонтаж. На этом этапе при помощи болгарки или специального инструмента демонтируются старые батареи. Следует как можно аккуратнее производить отрезку старого оборудования, чтобы впоследствии легче было монтировать новые батареи.
  • Паковка радиаторов. В случае, если вы приобрели готовый набор соединенных между собой секций, то необходимость в этом этапе отпадает. Если же вы самостоятельно будете соединять элементы между собой, то вам необходимо приобрести лен, паковочную пасту, ключи и гайки. С их помощью происходит соединение секций между собой. Если вы используете старые чугунные батареи, то необходимо произвести чистку их от всевозможных отложений, накопившихся внутри во время эксплуатации. А также потребуется очистка поверхности от старых покрасочных материалов. Затем ее необходимо загрунтовать и покрыть специально для этого предназначенной краской.
  • Установка радиаторов. Теперь выполняется непосредственное подсоединение батарей к трубам отопления посредством газовой сварки. Необходимо установить кран для возможности развоздушивания батарей во время эксплуатации, а также дополнительную перемычку для циркуляции воды.

Выбор оборудования и мастера

При выборе мастера, если вы не решаетесь произвести замену радиаторов самостоятельно, важно обратить внимание не только на цену услуг (кстати, она не может быть слишком низкой), но и на аттестацию специалиста, стаж работы и арсенал используемого оборудования.

Если замена будет произведена профессионалом, сотрудником компании Авалон, Вам не надо будет беспокоиться о качестве работ. К тому же, мы обязательно предоставим вам гарантию на выполненную работу.

Газовая сварка или резьбовое соединение?

Сварка имеет преимущество перед резьбовым соединением, поскольку она предполагает более прочное соединение. Также при сварке исключены разнообразные протечки, чего нельзя сказать о резьбе.

Как мы видим, газовая сварка остается самым приоритетным способом замены старого оборудования. По возможности производите замену радиаторов в теплое время суток, чтобы не создавать дискомфорт соседям в холодное время года.

Достижения в области химии и применения щелочно-газовых аккумуляторов

  • 1.

    US DRIVE. Дорожная карта технической группы по электрохимическому хранению энергии. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии https://www.energy.gov/eere/vehicles/downloads/us-drive-electrochemical-energy-storage-technical-team-roadmap (2017).

  • 2.

    Schmuch, R., Wagner, R., Hörpel, G., Placke, T. & Winter, M. Характеристики и стоимость материалов для литиевых перезаряжаемых автомобильных аккумуляторов. Nat. Энергетика 3 , 267–278 (2018).

    CAS Google ученый

  • 3.

    Whittingham, M. S. Окончательные пределы реакций интеркаляции для литиевых батарей. Chem. Ред. 114 , 11414–11443 (2014).

    CAS Google ученый

  • 4.

    Нитта, Н., Ву, Ф., Ли, Дж. Т. и Юшин, Г. Материалы литий-ионных аккумуляторов: настоящее и будущее. Mater. Сегодня 18 , 252–264 (2015).

    CAS Google ученый

  • 5.

    Ву Ф. и Юшин Г. Преобразовательные катоды для литиевых и литий-ионных аккумуляторных батарей. Energy Environ. Sci. 10 , 435–459 (2017).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 6.

    Кабана, Дж., Монкондуит, Л., Ларчер, Д. и Паласин, М. Р. Помимо литий-ионных аккумуляторов на основе интеркаляции: современное состояние и проблемы электродных материалов, вступающих в реакцию посредством реакций конверсии. Adv. Матер. 22 , E170 – E192 (2010).

    CAS Google ученый

  • 7.

    Брюс П. Г., Фрейнбергер С. А., Хардвик Л. Дж. И Тараскон Ж.-М. Li – O 2 и Li – S аккумуляторы с высоким накопителем энергии. Nat. Матер. 11 , 19–29 (2012).

    CAS Google ученый

  • 8.

    Панг, К., Лян, X., Квок, К. Я. и Назар, Л.Успехи литий-серных аккумуляторов на основе многофункциональных катодов и электролитов. Nat. Энергетика 1 , 16132 (2016).

    CAS Google ученый

  • 9.

    Мантирам А., Чанг, С. Х. и Зу, К. Литий-серные батареи: прогресс и перспективы. Adv. Матер. 27 , 1980–2006 (2015).

    CAS Google ученый

  • 10.

    Blurton, K. F. & Sammells, A. F. Металлические / воздушные батареи: их состояние и потенциал — обзор. J. Источники энергии 4 , 263–279 (1979).

    CAS Google ученый

  • 11.

    Мейерс, У. Ф. и Симмонс, Дж. У. Электроэлемент с безводным органическим жидким электролитом. Патент США US3423242A (1969).

  • org/ScholarlyArticle»> 12.

    Abraham, K. M. & Jiang, Z. Перезаряжаемая литий-кислородная батарея на основе полимерного электролита. J. Electrochem. Soc. 143 , 1–5 (1996).

    CAS Google ученый

  • 13.

    Огасавара, Т., Дебарт, А., Хольцапфель, М., Новак, П. и Брюс, П. Г. Аккумуляторный Li 2 O 2 электрод для литиевых батарей. J. Am. Chem. Soc. 128 , 1390–1393 (2006).

    CAS Google ученый

  • 14.

    Дебар, А., Патерсон, А. Дж., Бао, Дж. И Брюс, П. Г. Нанопроволоки α-MnO 2 : катализатор для электрода O 2 в перезаряжаемых литиевых батареях. Angew. Chem. Int. Эд. 47 , 4521–4524 (2008).

    Google ученый

  • 15.

    Lu, Y.-C. и другие. Наночастицы платины и золота: высокоактивный бифункциональный электрокатализатор для литий-воздушных аккумуляторов. J. Am. Chem. Soc. 132 , 12170–12171 (2010).

    CAS Google ученый

  • 16.

    Kwak, W.-J. и другие. Литий-кислородные батареи и связанные с ними системы: потенциал, состояние и будущее. Chem. Ред. 120 , 6626–6683 (2020).

    CAS Google ученый

  • 17.

    Liu, T. et al. Текущие проблемы и направления развития неводных литий-воздушных батарей. Chem. Ред. 120 , 6558–6625 (2020). Kwak et al. (2020) и Лю и др. (2020) описывают современные достижения в механизмах реакций и электрохимических характеристиках Li – O 2 батарей .

    CAS Google ученый

  • 18.

    Lu, Y.-C. и другие. Литий-кислородные батареи: мост между пониманием механизмов и характеристик батарей. Energy Environ. Sci. 6 , 750–768 (2013).

    CAS Google ученый

  • 19.

    Lu, Y.-C. и другие. Скорость разряда аккумуляторных батарей Li – O 2 . Energy Environ. Sci. 4 , 2999–3007 (2011).

    CAS Google ученый

  • 20.

    Рид, Дж. И др. Свойства переноса кислорода органических электролитов и характеристики литиево-кислородной батареи. J. Electrochem. Soc. 150 , A1351 (2003).

    CAS Google ученый

  • 21.

    Johnson, L. et al. Роль растворимости LiO 2 в снижении содержания O 2 в апротонных растворителях и ее последствия для Li – O 2 батарей. Nat. Chem. 6 , 1091–1099 (2014).

    CAS Google ученый

  • 22.

    Митчелл Р. Р., Галлант Б. М., Шао-Хорн Ю. и Томпсон К. В. Механизмы морфологической эволюции частиц Li 2 O 2 в процессе электрохимического роста. J. Phys. Chem. Lett. 4 , 1060–1064 (2013).

    CAS Google ученый

  • 23.

    Лау, С. и Арчер, Л. А. Зарождение и рост пероксида лития в батарее Li – O 2 . Nano Lett. 15 , 5995–6002 (2015).

    CAS Google ученый

  • 24.

    Галлант, Б. М. и др. in The Lithium Air Battery: Fundamentals (под ред. Иманиши, Н., Лунц, А. К. и Брюс, П. Г.) 121–158 (Springer, 2014).

  • 25.

    Rabenau, A. Исследование нитрида лития и родственных материалов с использованием современных методов исследования твердого тела. Твердотельный ион. 6 , 277–293 (1982).

    CAS Google ученый

  • 26.

    Гиришкумар, Г., Макклоски, Б., Лунц, А. К., Суонсон, С., Уилке, У. Литий-воздушная батарея: перспективы и проблемы. Дж.Phys. Chem. Lett. 1 , 2193–2203 (2010).

    CAS Google ученый

  • 27.

    Meini, S., Piana, M., Tsiouvaras, N., Garsuch, A. & Gasteiger, HA Влияние воды на разрядную емкость некатализированного углеродного катода для Li – O 2 батареи. Электрохим. Solid-State Lett. 15 , A45 (2012).

    CAS Google ученый

  • 28.

    Gallagher, K. G. et al. Количественная оценка перспективности литий-воздушных аккумуляторов для электромобилей. Energy Environ. Sci. 7 , 1555–1563 (2014).

    CAS Google ученый

  • 29.

    Freunberger, S. A. et al. Реакции в литиевой аккумуляторной батарее – O 2 с алкилкарбонатными электролитами. J. Am. Chem. Soc. 133 , 8040–8047 (2011).

    CAS Google ученый

  • 30.

    Макклоски, Б. Д., Бетюн, Д. С., Шелби, Р. М., Гиришкумар, Г., Лунц, А. С. Решающая роль растворителей в электрохимии неводных литий-кислородных батарей. J. Phys. Chem. Lett. 2 , 1161–1166 (2011).

    CAS Google ученый

  • 31.

    McCloskey, B.D. et al. Об эффективности электрокатализа в неводных Li – O 2 батареях. J. Am. Chem. Soc. 133 , 18038–18041 (2011).

    CAS Google ученый

  • 32.

    Аурбах Д., Макклоски Б. Д., Назар Л. Ф. и Брюс П. Г. Достижения в понимании механизмов, лежащих в основе литий-воздушных батарей. Nat. Энергетика 1 , 16128 (2016).

    CAS Google ученый

  • 33.

    Peng, Z. et al. Кислородные реакции в неводном электролите Li + . Angew. Chem.Int. Эд. 50 , 6351–6355 (2011).

    CAS Google ученый

  • 34.

    Yu, Q. & Ye, S. Исследование восстановления кислорода в растворе диметилсульфоксида (ДМСО) на месте: фундаментальное исследование для разработки литий-кислородной батареи. J. Phys. Chem. С 119 , 12236–12250 (2015).

    CAS Google ученый

  • 35.

    Galloway, T.A. & Hardwick, L.J. Использование электрохимических SHINERS in situ для изучения реакций восстановления кислорода в апротонных электролитах. J. Phys. Chem. Lett. 7 , 2119–2124 (2016).

    CAS Google ученый

  • 36.

    Viswanathan, V. et al. Электропроводность в Li 2 O 2 и ее роль в определении ограничений емкости в неводных Li – O 2 батареях. J. Chem.Phys. 135 , 214704 (2011).

    CAS Google ученый

  • 37.

    Галлант, Б. М. и др. Влияние морфологии Li 2 O 2 на кинетику восстановления и выделения кислорода в батареях Li – O 2 . Energy Environ. Sci. 6 , 2518–2528 (2013).

    CAS Google ученый

  • 38.

    Laoire, C.O., Mukerjee, S., Абрахам, К., Плихта, Э. Дж. И Хендриксон, М. А. Влияние неводных растворителей на электрохимию кислорода в перезаряжаемой литий-воздушной батарее. J. Phys. Chem. С 114 , 9178–9186 (2010).

    CAS Google ученый

  • 39.

    Берк, К. М., Панде, В., Хетан, А., Вишванатан, В. и Макклоски, Б. Д. Повышение электрохимической промежуточной сольватации за счет отбора анионов электролита для увеличения емкости неводных Li – O 2 аккумулятора. Proc. Natl Acad. Sci. США 112 , 9293–9298 (2015).

    CAS Google ученый

  • 40.

    Aetukuri, N. B. et al. Сольватирующие добавки управляют электрохимией, опосредованной раствором, и увеличивают рост тороида в неводных батареях Li – O 2 . Nat. Chem. 7 , 50–56 (2015).

    CAS Google ученый

  • 41.

    Швенке, К.У., Мецгер, М., Рестле, Т., Пиана, М., Гастайгер, Х. А. Влияние воды и протонов на рост кристаллов Li 2 O 2 в апротонных клетках Li – O 2 . J. Electrochem. Soc. 162 , A573 – A584 (2015).

    CAS Google ученый

  • 42.

    Гао, X., Чен, Й., Джонсон, Л. и Брюс, П. Г. Содействие разряду фазы раствора в Li – O 2 батареях, содержащих слабосольватирующие растворы электролитов. Nat. Матер. 15 , 882–888 (2016).

    CAS Google ученый

  • 43.

    Lee, D. et al. Прямое наблюдение разряда Li – O 2 в растворе с помощью окислительно-восстановительного медиатора с помощью жидкофазной просвечивающей электронной микроскопии. J. Am. Chem. Soc. 141 , 8047–8052 (2019).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 44.

    Liu, T. et al. Влияние воды на хиноновые окислительно-восстановительные медиаторы в неводных Li – O 2 батареях. J. Am. Chem. Soc. 140 , 1428–1437 (2018).

    CAS Google ученый

  • 45.

    Peng, Z., Chen, Y., Bruce, PG & Xu, Y. Прямое обнаружение супероксид-аниона как стабильного промежуточного продукта при электровосстановлении кислорода в неводном электролите, содержащем фенол в качестве протона. источник. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 8165–8168 (2015).

    CAS Google ученый

  • 46.

    Гао, X., Йованов, З. П., Чен, Ю., Джонсон, Л. Р. и Брюс, П. Г. Разряд, катализируемый фенолом в апротонной литий-кислородной батарее. Angew. Chem. Int. Эд. 129 , 6639–6643 (2017).

    Google ученый

  • 47.

    Ko, Y. et al. Биологическое окислительно-восстановительное посредничество в электронно-транспортной цепи бактерий для катализаторов реакций восстановления кислорода в литий-кислородных батареях. Adv. Funct. Матер. 29 , 1805623 (2019).

    Google ученый

  • 48.

    Zhang, Y. et al. Высокая емкость и высокая скорость разряда батареи Li – O 2 , катализируемой коферментом Q 10 . Adv. Матер. 30 , 1705571 (2018).

    Google ученый

  • 49.

    Park, J.-B., Lee, S.H., Jung, H.-G., Aurbach, D. & Sun, Y.-К. Медиаторы окислительно-восстановительного потенциала для Li – O 2 аккумуляторов: состояние и перспективы. Adv. Матер. 30 , 1704162 (2018). В данной статье рассматриваются последние разработки окислительно-восстановительных медиаторов для Li – O 2 батарей .

    Google ученый

  • 50.

    Liang, Z., Zhou, Y. & Lu, Y.-C. Динамический кислородный экран предотвращает деградацию катода в литий-кислородных батареях. Energy Environ.Sci. 11 , 3500–3510 (2018).

    CAS Google ученый

  • 51.

    Gallagher, K. G. et al. Оптимизация емкости за счет понимания ограничений литий-ионных электродов. J. Electrochem. Soc. 163 , A138 (2015).

    Google ученый

  • 52.

    Chen, S. et al. Критические параметры для оценки монетных ячеек и карманных ячеек перезаряжаемых литий-металлических батарей. Джоуль 3 , 1094–1105 (2019).

    CAS Google ученый

  • 53.

    Lu, J. et al. Апротонные и водные Li – O 2 батареи. Chem. Ред. 114 , 5611–5640 (2014).

    CAS Google ученый

  • 54.

    Чанг, З., Сюй, Дж. И Чжан, X. Последние достижения в области электрокатализатора для Li – O 2 батарей. Adv.Energy Mater. 7 , 1700875 (2017).

    Google ученый

  • 55.

    Ко, Ю., Парк, Х., Ким, Б., Ким, Дж. С. и Канг, К. Медиаторы окислительно-восстановительного потенциала: решение для усовершенствованных литий-кислородных батарей. Trends Chem. 1 , 349–360 (2019).

    Google ученый

  • 56.

    Khetan, A., Luntz, A. & Viswanathan, V. Компромисс между емкостью и перезаряжаемостью в неводных Li – O батареях 2 : рост, управляемый раствором, в сравнении с нуклеофильной стабильностью. J. Phys. Chem. Lett. 6 , 1254–1259 (2015).

    CAS Google ученый

  • 57.

    Wang, Y. et al. Управляемый растворителем механизм окисления Li 2 O 2 в литий-кислородных батареях. Джоуль 2 , 2364–2380 (2018).

    CAS Google ученый

  • 58.

    Ottakam Thotiyl, M. M., Freunberger, S.A., Пэн, З. и Брюс, П. Г. Угольный электрод в неводных элементах Li – O 2 . J. Am. Chem. Soc. 135 , 494–500 (2012).

    Google ученый

  • 59.

    Black, R. et al. Скрининг супероксидной реактивности в Li – O 2 батареях: влияние на Li 2 O 2 / кристаллизацию LiOH. J. Am. Chem. Soc. 134 , 2902–2905 (2012).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 60.

    Zhang, X. et al. LiO 2 : криосинтез и химическая / электрохимическая реактивность. J. Phys. Chem. Lett. 8 , 2334–2338 (2017).

    CAS Google ученый

  • 61.

    Wandt, J., Jakes, P., Granwehr, J., Gasteiger, H.A. & Eichel, R.-A. Образование синглетного кислорода в процессе зарядки апротонной литий-кислородной батареи. Angew. Chem. Int. Эд. 55 , 6892–6895 (2016).

    CAS Google ученый

  • 62.

    Mahne, N. et al. Генерация синглетного кислорода как основная причина паразитарных реакций при циклировании апротонных литий-кислородных батарей. Nat. Энергетика 2 , 17036 (2017).

    CAS Google ученый

  • 63.

    Mourad, E. et al. Синглетный кислород от катионно-управляемой диспропорционирования супероксида и его последствия для батарей с апротонным металлом O 2 . Energy Environ. Sci. 12 , 2559–2568 (2019). В данной работе обсуждается влияние диспропорционирования пероксида на образование 1 O 2 в щелочно-металлическом O 2 батарей .

    CAS Google ученый

  • 64.

    Ман, Н., Ренфрю, С. Э., Макклоски, Б. Д. и Фрейнбергер, С. А. При электрохимическом окислении карбоната лития образуется синглетный кислород. Angew. Chem. Int. Эд. 57 , 5529–5533 (2018).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 65.

    Freunberger, S. A. et al. Литий-кислородный аккумулятор с электролитами на основе эфира. Angew. Chem. Int. Эд. 50 , 8609–8613 (2011).

    CAS Google ученый

  • 66.

    Sharon, D. et al. Окисление растворов диметилсульфоксида электрохимическим восстановлением кислорода. J. Phys. Chem. Lett. 4 , 3115–3119 (2013).

    CAS Google ученый

  • 67.

    McCloskey, B.D. et al. Двойные проблемы межфазного карбонатного образования в неводных Li – O 2 батареях. J. Phys. Chem. Lett. 3 , 997–1001 (2012).

    CAS Google ученый

  • 68.

    Lu, Y.-C. & Шао-Хорн, Ю. Исследование кинетики реакций заряда неводных Li – O 2 батарей. J. Phys. Chem. Lett. 4 , 93–99 (2013).

    CAS Google ученый

  • 69.

    Peng, Z., Freunberger, S. A., Chen, Y. & Bruce, P. G. Реверсивная литий-ионная батарея с повышенным током заряда. 2 . Наука 337 , 563–566 (2012).

    CAS Google ученый

  • 70.

    Thotiyl, M. M. O. et al. Стабильный катод для апротонной батареи Li – O 2 . Nat. Матер. 12 , 1050–1056 (2013).

    Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 71.

    Adams, B.D. et al. Важность нанометрических пассивирующих пленок на катодах для литий-воздушных аккумуляторов. АСУ Нано 8 , 12483–12493 (2014).

    CAS Google ученый

  • 72.

    Кунду, Д., Блэк, Р., Берг, Э. Дж. И Назар, Л. Ф. Высокоактивный катод из наноструктурированного оксида металла для апротонных Li-O 2 батарей. Energy Environ. Sci. 8 , 1292–1298 (2015).

    CAS Google ученый

  • 73.

    Чен, Ю., Фрейнбергер, С. А., Пенг, З., Фонтейн, О. и Брюс, П. Г. Зарядка Li-O 2 батареи с использованием окислительно-восстановительного посредника. Nat. Chem. 5 , 489–494 (2013).

    Google ученый

  • 74.

    Lim, H.-D. и другие. Рациональная конструкция окислительно-восстановительных медиаторов для перспективных Li – O 2 батарей. Nat. Энергетика 1 , 16066 (2016).

    CAS Google ученый

  • 75.

    Чен, Ю., Гао, X., Джонсон, Л. Р., Брюс, П. Г. Кинетика окисления пероксида лития окислительно-восстановительными медиаторами и последствия для литий-кислородного элемента. Nat. Commun. 9 , 767 (2018).

    Google ученый

  • 76.

    Макклоски, Б. Д. и Эддисон, Д.Взгляд на гетерогенный электрокатализ и окислительно-восстановительное посредничество в неводных Li – O 2 батареях. ACS Catal. 7 , 772–778 (2017).

    CAS Google ученый

  • 77.

    Ван, Ю., Лян, З., Цзоу, К., Цун, Г. и Лу, Ю.-К. Механистические взгляды на катализаторную реакцию неводного выделения кислорода в литий-кислородных батареях. J. Phys. Chem. С 120 , 6459–6466 (2016).

    CAS Google ученый

  • 78.

    Liang, Z. & Lu, Y.-C. Критическая роль окислительно-восстановительного медиатора в подавлении нестабильности зарядки литий-кислородных аккумуляторов. J. Am. Chem. Soc. 138 , 7574–7583 (2016).

    CAS Google ученый

  • 79.

    Lim, H.-D. и другие. Превосходная перезаряжаемость и эффективность литий-кислородных батарей: иерархическая архитектура воздушного электрода в сочетании с растворимым катализатором. Angew. Chem. Int. Эд. 53 , 3926–3931 (2014).

    CAS Google ученый

  • 80.

    Liu, T. et al. Циклирование Li – O 2 батарей за счет образования и разложения LiOH. Наука 350 , 530–533 (2015).

    CAS Google ученый

  • 81.

    Tułodziecki, M. et al. Роль иодида в образовании гидроксида лития в литий-кислородных батареях. Energy Environ. Sci. 10 , 1828–1842 (2017).

    Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 82.

    Kwak, W.-J. и другие. Деактивация окислительно-восстановительных медиаторов в литий-кислородных батареях синглетным кислородом. Nat. Commun. 10 , 1380 (2019).

    Google ученый

  • 83.

    Тикекар, М. Д., Чоудхури, С., Ту, З. и Арчер, Л. А. Принципы проектирования электролитов и интерфейсов для стабильных литий-металлических батарей. Nat. Энергетика 1 , 16114 (2016).

    CAS Google ученый

  • 84.

    Assary, R. S. et al. Эффект кроссовера кислорода на аноде батареи Li – O 2 с использованием растворителя на основе эфира: выводы экспериментальных и вычислительных исследований. ChemSusChem 6 , 51–55 (2013).

    CAS Google ученый

  • 85.

    Lopez, N. et al. Обратимое восстановление кислорода до перекиси, облегченное молекулярным распознаванием. Наука 335 , 450–453 (2012).

    CAS Google ученый

  • 86.

    Lu, J. et al. Литий-кислородный аккумулятор на основе супероксида лития. Природа 529 , 377–382 (2016).

    CAS Google ученый

  • 87.

    Kwak, W.-J., Park, J.-B., Jung, H.-G. И вс, Ю.-К. Спорные темы о супероксиде лития в батареях Li – O 2 . ACS Energy Lett. 2 , 2756–2760 (2017).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 88.

    Papp, J. K. et al. Разложение связующего на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) в батареях Li – O 2 : учет характеристик супероксида лития. J. Phys. Chem. Lett. 8 , 1169–1174 (2017).

    CAS Google ученый

  • 89.

    Giordani, V. et al. Литий-кислородный аккумулятор с расплавом солей. J. Am. Chem. Soc. 138 , 2656–2663 (2016).

    CAS Google ученый

  • 90.

    Xia, C., Kwok, C. & Nazar, L.F. Литий-кислородная батарея с высокой плотностью энергии, основанная на обратимом четырехэлектронном преобразовании в оксид лития. Наука 361 , 777–781 (2018). В этой статье описывается Li-O 2 аккумулятор, работающий с электролитом с расплавом нитратной соли, в котором окислительно-восстановительный потенциал с 4 электронами между O 2 и Li 2 O был обратимым продемонстрировал .

    CAS Google ученый

  • 91.

    Giordani, V. et al. Химия аккумуляторных батарей основана на росте оксида лития за счет окислительно-восстановительного потенциала нитрат-аниона. Nat. Chem. 11 , 1133–1138 (2019). В этой статье описывается новая система расплавленных нитратных солей с NO 3 — в качестве электрохимически активного источника атомов O, с газообразным O 2 не требуется .

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 92.

    Grimaud, A., Hong, W. T., Shao-Horn, Y. & Tarascon, J.-M. Анионные окислительно-восстановительные процессы для электрохимических устройств. Nat. Матер. 15 , 121–126 (2016).

    CAS Google ученый

  • 93.

    Ассат, Г., Тараскон, Ж.-М. Фундаментальное понимание и практические проблемы анионной окислительно-восстановительной активности в литий-ионных батареях. Nat. Энергетика 3 , 373–386 (2018).

    CAS Google ученый

  • 94.

    Zhu, Z. et al. Анионно-окислительно-восстановительные нанолитовые катоды для литий-ионных аккумуляторов. Nat. Энергетика 1 , 16111 (2016). В этой работе сообщалось о твердотельном окислительно-восстановительном потенциале кислорода, начинающемся в полностью восстановленном состоянии Li 2 O, с обратимым образованием Li 2 O 2 и LiO 2 бесплатно .

    CAS Google ученый

  • 95.

    Цяо, Ю., Цзян, К., Дэн, Х.И Чжоу, Х. Литий-ионный аккумулятор с высокой плотностью энергии и длительным сроком службы за счет обратимого преобразования оксида в пероксид. Nat. Катал. 2 , 1035–1044 (2019).

    CAS Google ученый

  • 96.

    Hartmann, P. et al. Перезаряжаемый аккумулятор из супероксида натрия (NaO2), работающий при комнатной температуре. Nat. Матер. 12 , 228–232 (2013). В этом исследовании сообщается о первой батарее Na – O 2 , в которой резкое улучшение окислительно-восстановительной обратимости O 2 достигается за счет замены щелочного металла с Li на Na .

    CAS Google ученый

  • 97.

    Hartmann, P. et al. Пути реакции разряда и заряда в натрий-кислородных батареях: образуется ли NaO 2 в результате прямого электрохимического роста или осаждения из раствора? J. Phys. Chem. С 119 , 22778–22786 (2015).

    CAS Google ученый

  • 98.

    Ся, К., Блэк, Р., Фернандес, Р., Адамс, Б.& Назар, Л. Ф. Критическая роль межфазного катализа в апротонных натриевых кислородных батареях. Nat. Chem. 7 , 496–501 (2015).

    CAS Google ученый

  • 99.

    Xia, C. et al. Прямые доказательства опосредованного растворами переноса супероксида и образования органических радикалов в натриево-кислородных батареях. J. Am. Chem. Soc. 138 , 11219–11226 (2016).

    CAS Google ученый

  • 100.

    Макклоски, Б. Д., Гарсия, Дж. М. и Лунц, А. С. Химические и электрохимические различия в неводных батареях Li – O 2 и Na – O 2 . J. Phys. Chem. Lett. 5 , 1230–1235 (2014).

    CAS Google ученый

  • 101.

    Бендер, К. Л., Шредер, Д., Пинедо, Р., Адельхельм, П. и Янек, Дж. Одно- или двухэлектронный перенос? Неоднозначность продуктов разряда в натрий-кислородных батареях. Angew. Chem. Int. Эд. 55 , 4640–4649 (2016).

    CAS Google ученый

  • 102.

    Ортис-Виториано, Н. и др. Зависимое от скорости зарождение и рост NaO 2 в батареях Na – O 2 . J. Phys. Chem. Lett. 6 , 2636–2643 (2015).

    CAS Google ученый

  • 103.

    Бендер, К. Л., Хартманн, П., Врачар, М., Адельхельм, П. и Янек, Дж. О термодинамике, роли углеродного катода и сроке службы супероксид натрия (NaO 2 ) батареи. Adv. Energy Mater. 4 , 1301863 (2014).

    Google ученый

  • 104.

    Kim, J. et al. Растворение и ионизация супероксида натрия в натриево-кислородных батареях. Nat. Commun. 7 , 10670 (2016).

    CAS Google ученый

  • 105.

    Sayed, S. Y. et al. Выявление нестабильности и необратимости в химии неводных батарей натрий – O 2 . Chem. Commun. 52 , 9691–9694 (2016).

    CAS Google ученый

  • 106.

    Landa-Medrano, I. et al. Натриево-кислородная батарея: шаги к реальности. J. Phys. Chem. Lett. 7 , 1161–1166 (2016).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 107.

    Adelhelm, P. et al. От лития к натрию: химия элементов натриево-воздушных и натриево-серных батарей комнатной температуры. Beilstein J. Nanotechnol. 6 , 1016–1055 (2015).

    CAS Google ученый

  • 108.

    Николс, Дж. Э. и Макклоски, Б. Д. Явление внезапной смерти в неводных батареях Na – O 2 . J. Phys. Chem. С 121 , 85–96 (2017).

    CAS Google ученый

  • 109.

    Black, R. et al. Природа и влияние побочных реакций в натриево-кислородных батареях на глимовой основе. ChemSusChem 9 , 1795–1803 (2016).

    CAS Google ученый

  • 110.

    Schafzahl, L. et al. Синглетный кислород при циклировании апротонной натриевой батареи O 2 . Angew. Chem. Int. Эд. 56 , 15728–15732 (2017).

    CAS Google ученый

  • 111.

    Lutz, L. et al. Роль анионов электролита в батарее Na – O 2 : значение для сольватации NaO 2 и стабильность межфазной границы твердого электролита натрия в эфирах глима. Chem. Матер. 29 , 6066–6075 (2017).

    CAS Google ученый

  • 112.

    Ren, X. & Wu, Y. Калийно-кислородный аккумулятор с низким перенапряжением на основе супероксида калия. J. Am. Chem. Soc. 135 , 2923–2926 (2013).

    CAS Google ученый

  • 113.

    Qin, L., Schkeryantz, L., Zheng, J., Xiao, N. & Wu, Y. K – O 2 батареи на основе супероксида: высокообратимый окислительно-восстановительный потенциал кислорода решает проблемы с воздушными электродами . J. Am. Chem. Soc. 142 , 11629–11640 (2020). В этот обзор включены последние достижения в области химии аккумуляторов K – O 2 .

    CAS Google ученый

  • 114.

    Wang, W., Lai, N.-C., Liang, Z., Wang, Y. & Lu, Y.-C. Супероксидная стабилизация и универсальный механизм роста KO 2 в калийно-кислородных батареях. Angew. Chem. Int. Эд. 57 , 5042–5046 (2018).

    CAS Google ученый

  • 115.

    Сяо, Н., Руни, Р. Т., Гевирт, А. А., Ву, Ю.Долговременная стабильность KO 2 в батареях K – O 2 . Angew. Chem. Int. Эд. 57 , 1227–1231 (2018).

    CAS Google ученый

  • 116.

    Сяо, Н., Гурдин, Г. и Ву, Ю. Одновременная стабилизация металлического калия и супероксида в батареях K – O 2 на основе реакционной способности электролита. Angew. Chem. Int. Эд. 57 , 10864–10867 (2018).

    CAS Google ученый

  • 117.

    Ren, X., He, M., Xiao, N., McCulloch, W. D. & Wu, Y. Значительно улучшенная анодная стабильность в K-кислородных батареях благодаря сформированному in situ защитному слою, не проницаемому для растворителей и кислорода. Adv. Energy Mater. 7 , 1601080 (2017).

    Google ученый

  • 118.

    Qin, L., Xiao, N., Zhang, S., Chen, X. & Wu, Y. От K – O 2 до K – воздушных батарей: реализация супероксидных батарей на основе сухой окружающий воздух. Angew. Chem. Int. Эд. 59 , 10498–10501 (2020).

    CAS Google ученый

  • 119.

    Cong, G., Wang, W., Lai, N.-C., Liang, Z. & Lu, Y.-C. Быстродействующий и долговечный кислородно-кислородный аккумулятор. Nat. Матер. 18 , 390–396 (2019).

    CAS Google ученый

  • 120.

    Li, C. S., Sun, Y., Gebert, F. & Chou, S.-L. Текущий прогресс в области перезаряжаемой воздушно-магниевой батареи. Adv. Energy Mater. 7 , 1700869 (2017).

    Google ученый

  • 121.

    Рейнсберг П., Бондю К. Дж. И Балтрушат Х. Кальций-кислородные батареи как многообещающая альтернатива натриево-кислородным батареям. J. Phys. Chem. С 120 , 22179–22185 (2016).

    CAS Google ученый

  • 122.

    Редди, Т. Б. (ред.) Справочник Линдена по батареям 4-е изд. (McGraw-Hill, 2011).

  • 123.

    Xing, H. et al. Литий-ионный аккумулятор SO 2 с ионными жидкостями в качестве электролитов. Angew. Chem. Int. Эд. 53 , 2099–2103 (2014).

    CAS Google ученый

  • 124.

    Maricle, D. L. & Mohns, J. P. Электрохимическая ячейка, содержащая диоксид серы в качестве катодного деполяризатора.Патент США US3567515A (1971).

  • 125.

    Dey, A., Kuo, H., Piliero, P. & Kallianidis, M. Неорганический электролит Li / SO 2 Перезаряжаемая система : разработка прототипа герметичного C-элемента и оценка его характеристик и безопасности характеристики. J. Electrochem. Soc. 135 , 2115 (1988).

    CAS Google ученый

  • 126.

    Фей, Г. Т.-К. Li / SO 2 аккумуляторные батареи. J. Источники энергии 35 , 153–162 (1991).

    CAS Google ученый

  • 127.

    Lim, H.-D. и другие. Новый взгляд на Li – SO 2 батареи для перезаряжаемых систем. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 9663–9667 (2015). В данной работе описывается Li-SO 2 (г) аккумулятор, демонстрирующий обратимое образование и разложение Li 2 S 2 O 4 твердое тело .

    CAS Google ученый

  • 128.

    Park, H. et al. Высокоэффективные и мощные перезаряжаемые литий-диоксидные батареи, в которых используются обычные карбонатные электролиты. Nat. Commun. 8 , 14989 (2017).

    Google ученый

  • 129.

    Qiao, Y. et al. Электрохимия Li – CO 2 : новая стратегия фиксации CO 2 и накопления энергии. Джоуль 1 , 359–370 (2017).

    CAS Google ученый

  • 130.

    Сюй, С., Дас, С. К. и Арчер, Л. А. Аккумулятор Li-CO 2 : новый метод улавливания и утилизации CO 2 . RSC Adv. 3 , 6656–6660 (2013).

    CAS Google ученый

  • 131.

    Xie, J. & Wang, Y. Недавнее развитие электрохимии CO 2 от батарей Li-CO 2 до батарей Zn-CO 2 . В соотв. Chem. Res. 6 , 1721–1729 (2019).

    Google ученый

  • 132.

    Hou, Y. et al. Mo 2 C / CNT: эффективный катализатор для перезаряжаемых Li – CO 2 батарей. Adv. Funct. Матер. 27 , 1700564 (2017).

    Google ученый

  • 133.

    Хуррам А., Инь Ю., Ян Л., Чжао Л. и Галлант Б. М. Управляющая роль растворителя в разрядной активности в литиево-CO 2 батареях. J. Phys. Chem. Lett. 10 , 6679–6687 (2019).

    CAS Google ученый

  • 134.

    Гауда, С. Р., Брюнет, А., Валрафф, Г. и Макклоски, Б. Д. Последствия загрязнения CO 2 в перезаряжаемых неводных Li-O 2 батареях. J. Phys. Chem. Lett. 4 , 276–279 (2013).

    CAS Google ученый

  • 135.

    Такечи, К., Сига, Т. и Асаока, Т. А Li – O 2 / CO 2 аккумулятор. Chem. Commun. 47 , 3463–3465 (2011).

    CAS Google ученый

  • 136.

    Инь, В., Гримо, А., Лепоивр, Ф., Янг, К., Тараскон, Дж. М. Химическое и электрохимическое образование Li 2 CO 3 в качестве продукта разряда в Li – O 2 / CO 2 батарей путем управления промежуточным супероксидом. J. Phys. Chem. Lett. 8 , 214–222 (2017).

    CAS Google ученый

  • 137.

    Lim, H.-K. и другие. К литий-«воздушной» батарее: влияние CO 2 на химию литий-кислородного элемента. J. Am. Chem. Soc. 135 , 9733–9742 (2013).

    CAS Google ученый

  • 138.

    Чжао, З., Су, Ю. и Пэн, З.Исследование образования карбоната лития в апротонных батареях Li-CO 2 с помощью следа-O 2 с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния с усилением поверхности in situ. J. Phys. Chem. Lett. 10 , 322–328 (2019).

    Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 139.

    Хуррам, А., Хе, М. и Галлант, Б. М. Настройка реакции разряда в Li-CO 2 батареях с помощью химического улавливания CO 2 . Джоуль 2 , 2649–2666 (2018).

    CAS Google ученый

  • 140.

    Yang, S. et al. Обратимый литий-CO 2 аккумулятор с наночастицами Ru в качестве катодного катализатора. Energy Environ. Sci. 10 , 972–978 (2017).

    CAS Google ученый

  • 141.

    Liu, B. et al. Последние достижения в понимании электрохимии Li – CO 2 . Energy Environ.Sci. 12 , 887–922 (2019).

    CAS Google ученый

  • 142.

    Янг, С., Хе, П. и Чжоу, Х. Изучение механизма электрохимической реакции окисления карбоната в батарее Li-air / CO 2 путем отслеживания недостающего кислорода. Energy Environ. Sci. 9 , 1650–1654 (2016).

    CAS Google ученый

  • 143.

    Garcia-Lastra, J.M., Myrdal, JS, Christensen, R., Thygesen, KS & Vegge, T. Исследование поляронной проводимости в Li 2 O 2 и Li 2 CO 3 : последствия для Li– воздушные батареи. J. Phys. Chem. С 117 , 5568–5577 (2013).

    CAS Google ученый

  • 144.

    Ling, C., Zhang, R., Takechi, K. & Mizuno, F. Внутренний барьер для электрохимического разложения Li 2 CO 3 и LiOH. J. Phys. Chem. С 118 , 26591–26598 (2014).

    CAS Google ученый

  • 145.

    Zhang, Z. et al. Проверка перезаряжаемости Li – CO 2 аккумуляторов на рабочих катодах из высокодисперсных наночастиц Ni на N-легированном графене. Adv. Sci. 5 , 1700567 (2018).

    Google ученый

  • 146.

    Ma, W., Lu, S., Lei, X., Liu, X. & Ding, Y. Пористый катод Mn 2 O 3 для высокопрочных Li-CO 2 батарей. J. Mater. Chem. А 6 , 20829–20835 (2018).

    CAS Google ученый

  • 147.

    Németh, K. & Srajer, G. CO 2 / оксалатные катоды как безопасные и эффективные альтернативы перезаряжаемым батареям металл-воздух с высокой плотностью энергии. RSC Adv. 4 , 1879–1885 (2014).

    Google ученый

  • 148.

    Хьюз Т., Смит Р. и Кили Д. Двигательная установка с накоплением химической энергии для подводных применений. J. Energy 7 , 128–133 (1983).

    CAS Google ученый

  • 149.

    Ли Ю., Хуррам А. и Галлант Б. М. Литий-газовая батарея большой емкости, основанная на конверсии фторида серы. J. Phys. Chem.С 122 , 7128–7138 (2018). Эта работа демонстрирует первую батарею Li – SF 6 , в которой был достигнут 8-электронный перенос на одну молекулу SF 6 .

    CAS Google ученый

  • 150.

    Kwabi, D. G. et al. Экспериментальный и вычислительный анализ зависимой от растворителя окислительно-восстановительной пары O 2 / Li + -O 2 — : стандартные потенциалы, сила связи и последствия для литий-кислородных батарей. Angew. Chem. Int. Эд. 55 , 3129–3134 (2016).

    CAS Google ученый

  • 151.

    Замостна Л. и Браун Т. Каталитическое разложение гексафторида серы комплексами родия. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 10652–10656 (2015).

    Google ученый

  • 152.

    He, H. et al. Высокоэффективное преобразование SF 6 с помощью процесса восьмиэлектронного переноса в литиевых батареях. Nano Energy 72 , 104679 (2020).

    CAS Google ученый

  • 153.

    Браун Т., Новески Д., Нойман Б. и Штаммлер Х.-Г. Превращение гексафторпропена в 1,1,1-трифторпропан путем активации C – F с участием родия. Angew. Chem. Int. Эд. 41 , 2745–2748 (2002).

    CAS Google ученый

  • 154.

    Гао, Х., Li, Y., Guo, R. & Gallant, B.M. Управление реакциями образования фторидов для повышения скорости в литиево-перфторированных газовых конверсионных батареях. Adv. Energy Mater. 9 , 1

    3 (2019).

    Google ученый

  • 155.

    He, M., Li, Y., Guo, R. & Gallant, B.M. Электрохимическое преобразование трифторида азота в качестве катода из газа в твердое тело в литиевых батареях. J. Phys. Chem. Lett. 9 , 4700–4706 (2018).

    CAS Google ученый

  • 156.

    Ma, J.-L., Bao, D., Shi, M.-M., Yan, J.-M. И Чжан, X.-B. Обратимая азотфиксация на основе литий-азотной аккумуляторной батареи для хранения энергии. Chem 2 , 525–532 (2017).

    CAS Google ученый

  • 157.

    Парр Р. и Пирсон Р. Г. Абсолютная твердость: параметр, сопутствующий абсолютной электроотрицательности. J. Am. Chem. Soc. 105 , 7512–7516 (1983).

    CAS Google ученый

  • 158.

    Пирсон Р.Г. Абсолютная электроотрицательность и твердость коррелируют с теорией молекулярных орбиталей. Proc. Natl Acad. Sci. США 83 , 8440–8441 (1986).

    CAS Google ученый

  • 159.

    Пирсон Р.Г. Твердые и мягкие кислоты и основания. J. Am. Chem. Soc. 85 , 3533–3539 (1963).

    CAS Google ученый

  • org/ScholarlyArticle»> 160.

    Travers, M. J., Cowles, D. C. & Ellison, G. B. Повторное исследование сродства к электрону O 2 и NO. Chem. Phys. Lett. 164 , 449–455 (1989).

    CAS Google ученый

  • 161.

    Джонсон, Р. Д. III (ред.) Сравнение вычислительной химии и эталонная база данных NIST.Стандартная справочная база данных NIST номер 101. Национальный институт стандартов и технологий https://cccbdb.nist.gov/ (2019).

  • 162.

    Zintl, E., Harder, A. & Dauth, B. Gitterstruktur der Oxyde, сульфид, селенид и теллурид лития, натрия и калия. Z. Elektrochem. Энгью. Physik. Chem. 40 , 588–593 (1934).

    CAS Google ученый

  • 163.

    Ваннерберг, Н.-ГРАММ. в Успехи неорганической химии Vol. 4 (изд. Коттон, Ф. А.) (Wiley, 1962).

  • 164.

    Sun, B. et al. Иерархические пористые углеродные сферы для высокопроизводительных батарей Na – O 2 . Adv. Матер. 29 , 1606816 (2017).

    Google ученый

  • 165.

    Zhang, Z. et al. Первое внедрение графена в аккумуляторные батареи Li – CO 2 . Angew. Chem.Int. Эд. 54 , 6550–6553 (2015).

    CAS Google ученый

  • 166.

    Xiao, N., Ren, X., He, M. , McCulloch, W. D. & Wu, Y. Пробные механизмы для обратной корреляции между характеристиками скорости и емкостью в батареях K – O 2 . ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9 , 4301–4308 (2017).

    CAS Google ученый

  • 167.

    Tatara, R. et al. Реакция восстановления кислорода в высококонцентрированных растворах электролитов бис (трифторметансульфонил) амида / диметилсульфоксида лития. J. Phys. Chem. С 121 , 9162–9172 (2017).

    CAS Google ученый

  • 168.

    Adams, B.D. et al. Зависимость от плотности тока образования перекиси в аккумуляторе Li – O 2 и ее влияние на заряд. Energy Environ. Sci. 6 , 1772–1778 (2013).

    CAS Google ученый

  • 169.

    Liu, Y., Wang, R., Lyu, Y., Li, H. & Chen, L. Перезаряжаемый Li / CO 2 –O 2 (2: 1) аккумулятор и Li / CO 2 аккумулятор. Energy Environ. Sci. 7 , 677–681 (2014).

    CAS Google ученый

  • 170.

    Блэк, Р., Ли, Дж. Х., Адамс, Б., Мимс, К. А. и Назар, Л. Ф. Роль катализаторов и перекисного окисления в литий-кислородных батареях. Angew. Chem. Int. Эд. 52 , 392–396 (2013).

    CAS Google ученый

  • 171.

    Li, J. & Rogachev, A. Y. SO 2 — еще один двусторонний лиганд. Phys. Chem. Chem. Phys. 17 , 1987–2000 (2015).

    CAS Google ученый

  • 172.

    Тан, Р. и Каллауэй, Дж. Электронная структура SF 6 . J. Chem. Phys. 84 , 6854–6860 (1986).

    CAS Google ученый

  • 173.

    Маклин, А. Расчеты LCSTO — MO — SCF с расширенным базисом на основном состоянии диоксида углерода. J. Chem. Phys. 38 , 1347–1355 (1963).

    CAS Google ученый

  • 174.

    Jürgensen, A. & Cavell, R.G. Энергии фотоионизации оболочки валентности и сечения NF 3 и PF 3 . J. Electron. Spectrosc. Relat. Феном. 128 , 245–260 (2003).

    Google ученый

  • 175.

    Кэйд П. Э. и Валь А. К. Волновые функции Хартри – Фока – Рутана для двухатомных молекул: II. Гомоядерные системы первого ряда A 2 , A 2 ± , A 2 *. , ул. Data Nucl. Таблицы данных 13 , 339–389 (1974).

    CAS Google ученый

  • 176.

    Jain, A. et al. The Materials Project: подход, основанный на геноме материалов, для ускорения инноваций в материалах. APL Mater. 1 , 011002 (2013).

    Google ученый

    • Какие опасные газы связаны со станциями зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов?

    Ответ:

    Спасибо за очень хороший вопрос.

    Свинцово-кислотные батареи

    используются для питания вилочных погрузчиков, тележек и многих других типов оборудования во многих промышленных условиях.На многих предприятиях есть зарядные зоны, где одновременно заряжаются несколько мощных свинцово-кислотных аккумуляторов. В некоторых случаях на предприятиях имеются большие блоки свинцово-кислотных аккумуляторов, которые используются для обеспечения резервного питания критически важных систем во время аварийной ситуации. Пожарные машины, HAZMAT и автомобили аварийного реагирования часто включают в себя батареи свинцово-кислотных аккумуляторов для той же цели. Газы, выделяемые или выделяемые батареями во время зарядки, могут представлять серьезную проблему для безопасности, особенно когда батареи расположены или заряжаются в замкнутом или плохо вентилируемом помещении или на грузовике.

    Серная кислота содержит серу, а сероводород (H 2 S) является возможным побочным продуктом перезарядки и разложения аккумулятора. Если вы чувствуете запах тухлого яйца H 2 S в зоне зарядки, вы должны предположить, что это очень опасный газ. Вам следует покинуть зону и использовать газоанализатор с датчиком H 2 S, чтобы проверить наличие газа перед возвращением.

    Однако H 2 S — не самый распространенный газ, связанный с зарядкой или разрядкой свинцово-кислотных аккумуляторов, содержащих серную кислоту.Учитывая перегрев и другие проблемы, о которых вы упомянули, вы можете не найти H 2 S, но вы, вероятно, обнаружите наличие других атмосферных опасностей, когда вы проверите атмосферу в этом районе с помощью детектора газа.

    Наиболее распространенными побочными продуктами реакции, связанными с серной кислотой (H 2 SO 4 ), являются водород и диоксид серы. При перезарядке или неисправности свинцово-кислотных аккумуляторов может образовываться водород. На самом деле, если вы посмотрите, почти всегда есть хотя бы немного H 2 в местах, где заряжаются свинцовые батареи.

    Избыточная зарядка, особенно если батарея старая, сильно корродированная или поврежденная, может привести к образованию H 2 S. Изношенные, старые или поврежденные свинцово-кислотные батареи должны быть выведены из эксплуатации, так как поврежденные батареи с большей вероятностью будут связаны с образованием H. 2 с.

    Серная кислота реагирует с рядом металлов и веществ с образованием SO 2 , а также других «оксидов серы» (SOx), таких как SO 3 , SO 4 , S 2 O и т. Д.Многие оксиды серы имеют резкий запах, но это НЕ H 2 S. H 2 S — это восстановленный сульфид, а не оксид. При разливе SO 2 обычно является наиболее распространенным газообразным побочным продуктом реакции серы.

    Во время разряда свинцово-кислотной батареи происходят две следующие реакции полуэлемента. Ни SO 2 , ни H 2 S обычно не образуются, даже при катастрофических выбросах!

    Отрицательная реакция пластины:

    Pb (твердый) + HSO 4 — (водный) → PbSO 4 (твердый) + H + (водный) + 2e —

    Положительная реакция пластины:

    PbO 2 (твердый) + HSO 4 — (водный) + 3H + (водный) + 2e — → PbSO 4 (твердый) + 2H 2 O

    Суммарную реакцию можно записать как:

    Pb (твердый) + PbO 2 (твердый) + 2H 2 SO 4 (водный) → 2PbSO 4 (твердый) + 2H 2 O

    Во время зарядки (особенно в случае перезарядки) свинцово-кислотные аккумуляторы выделяют кислород и водород.Эти газы производятся электролизом воды из водного раствора серной кислоты. Поскольку вода теряется, может закончиться электролит. Вот почему вам нужно добавлять воду в «мокрые» (затопленные) негерметичные свинцово-кислотные батареи. Когда элемент свинцово-кислотной аккумуляторной батареи «взрывается» или становится неспособным заряжаться должным образом, количество выделяемого водорода может катастрофически увеличиваться:

    Вода окисляется на отрицательном аноде: 2 H 2 O (жидкость) → O 2 (газ) + 4 H + (водный) + 4e —

    Протоны (H + ), образующиеся на аноде, восстанавливаются на положительном катоде: 2 H + (водный) + 2e — → H 2

    Итак, в зоне зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов первым измеряемым газом является H 2 .

    Водород не токсичен, но при высоких концентрациях представляет собой очень взрывоопасный газ. Концентрация 100% нижнего предела взрываемости для водорода составляет 4,0% по объему. При такой концентрации достаточно всего лишь источника возгорания, чтобы вызвать взрыв. Искра от клеммы аккумулятора, когда он подключен или отключен от системы зарядки, более чем достаточен в качестве источника энергии зажигания. Поэтому свинцово-кислотные аккумуляторы следует заряжать только в хорошо вентилируемых помещениях.

    Наилучший способ измерения содержания водорода в зоне зарядки аккумуляторов — это стационарно установленная система мониторинга.Вы можете использовать стандартный каталитический датчик нижнего предела взрываемости или измерять водород с помощью электрохимического датчика для конкретного вещества. Датчик и корпус должны быть спроектированы и сертифицированы для установки и использования во взрывоопасных зонах, в которых возможно присутствие горючего газа. Поскольку водород легче воздуха, датчики H 2 обычно крепятся к стене или потолку на высоте, по крайней мере, немного выше источника газа.

    Показания датчиков H 2 могут отображаться прямо там, где расположен датчик, или на удаленном контроллере или мониторе.Показания датчиков могут использоваться для активации реле, вентиляторов или сигналов тревоги, или информация может быть передана и интегрирована в общие системы охраны окружающей среды и безопасности, а также системы обнаружения пожара.

    Для измерения диапазона НПВ рекомендуется использовать стандартный каталитический датчик горючих газов (СС) с диапазоном 0–100% НПВ. В ситуациях, когда вам нужно действовать при более низкой концентрации, использование электрохимического (ЕС) датчика токсичных газов для измерения водорода может быть лучшим подходом.Типичный диапазон для датчика водорода EC составляет 0–2 000 ppm. (Это эквивалентно диапазону 0–5,0% НПВ.)

    В случае разлива серной кислоты или контакта серной кислоты с металлами и / или другими материалами может потребоваться также измерение SO 2 . Хотя обычно в этом нет необходимости в зонах зарядки, где кислота полностью содержится в батареях.

    Если вас интересуют аэрозольные капли серной кислоты, вы также можете напрямую измерить H 2 SO 4 .Опять же, это обычно не проблема в зонах зарядки аккумуляторов.

    Изношенные, старые или поврежденные свинцово-кислотные батареи должны быть выведены из эксплуатации, так как поврежденные батареи с большей вероятностью связаны с утечкой, приводящей к образованию SO 2 , или неисправностью зарядки, которая может привести к образованию H 2. S

    Надеюсь, эта информация будет вам полезна!

    в Спросите Боба

    Домашняя рабочая станция Эргономика | Здоровье и безопасность окружающей среды

    Эргономика для домашнего офиса

    При работе из дома важно настроить рабочее место так, чтобы можно было принимать нейтральные позы.Совокупный эффект работы на ноутбуках, мобильных телефонах и планшетах из неудобного положения может увеличить риск хронических травм шеи / плеч и повторяющихся стрессовых травм рук и запястий.

    Полезные инструменты для достижения правильной эргономичной осанки:

    Внешняя клавиатура
    Внешняя мышь
    Подставка для внешнего монитора или ноутбука (или пара книг)

    Выбор стула :

    Используйте стул, высота локтей которого соответствует высоте рабочей поверхности
    Ступни должны полностью опираться на землю или подставку для ног, бедра должны быть параллельны полу
    Полностью поддерживает позвоночник, бедра полностью назад

    Creative Solutions

    Используйте небольшую коробку, ящик или книги в качестве подставки для ног
    Попробуйте маленькие подушки, свернутые полотенца или подушки для поддержки, если это необходимо

    Рабочая поверхность:

    Клавиатура с мышью, расположенной непосредственно рядом с ней на уровне локтей
    Плечи расслаблены и спина, локти по бокам
    Избегайте размещения часто используемых предметов вне досягаемости рук

    Creative Solutions

    Проявите творческий подход — используйте гладильную доску или стойку с ящиком, чтобы поставить стоячий стол. Если ваша поза не идеальна в этом положении, ограничьте продолжительность до 20 минут.

    Монитор:

    Отрегулируйте монитор так, чтобы верхняя часть экрана находилась примерно на уровне глаз
    Кончики пальцев должны доходить до экрана, когда вы вытягиваете руку

    Creative Solutions

    Используйте небольшой телевизор со светодиодной подсветкой в ​​качестве внешнего монитора. Используйте коробку или несколько книг, чтобы поднять экран в высоту.

    Перерывы:

    Делайте 1-2-минутные перерывы каждые 20 или 30 минут для растяжки.Это поможет снять стресс от слишком долгого пребывания в одной и той же позе.
    Каждые 20 минут смотрите на что-то на расстоянии 20 футов в течение 20 секунд. Сосредоточение внимания на чем-то на одном и том же расстоянии в течение длительного времени может вызвать напряжение глаз.

    Полезные советы:

    Имейте определенную рабочую зону — установите все необходимое для работы поблизости, чтобы не перегружаться.
    Оставайтесь на связи — используйте Zoom, группы Microsoft и другие доступные технологии для совместной работы и создания чувства товарищества, а не изоляции.
    Установите границы — чтобы поддерживать баланс между личным и профессиональным удовлетворением, разработайте распорядок, который устанавливает четкие границы между временем для работы и вашей личной жизнью.

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Электролиты сжиженные газы для литий-металлических аккумуляторов с широким температурным диапазоном

    Развитие высокоэнергетических батарей нового поколения требует электролита, который совместим как с металлическими литиевыми (Li) анодами, так и с высоковольтными катодами, а также способен обеспечивать высокую мощность в широком диапазоне температур. Здесь мы представляем сжиженный газовый электролит на основе фторметана с сорастворителем ацетонитрила и более высокой, но практичной концентрацией соли.Уникальная сольватационная структура, наблюдаемая при моделировании молекулярной динамики и подтвержденная экспериментально, демонстрирует не только улучшенную ионную проводимость 9,0 мСм см −1 при +20 ° C, но и высокое число переноса лития ( t Li + = 0,72). Превосходная проводимость (> 4 мСм см -1 ) наблюдалась при температуре от -78 до +75 ° C, что впервые демонстрирует работу выше критической точки фторметана.Сжиженный газовый электролит также обеспечивает превосходную стабильность металлического Li с высокой средней кулоновской эффективностью 99,4% в течение 200 циклов в агрессивных условиях 3 мА · см −2 и 3 мА · ч · см −2 . Кроме того, в сжиженном газовом электролите наблюдается плотное осаждение Li с идеальным контактом Li с подложкой даже при -60 ° C. Благодаря превосходным свойствам электролита и стабильным границам раздела как на катоде, так и на аноде характеристики как металлического литиевого анода, так и полного элемента Li / NMC (до 4.5 В) хорошо эксплуатируются в широком диапазоне температур от −60 до +55 ° C. Это исследование предлагает путь к разработке электролита с широким температурным диапазоном, чтобы обеспечить работу литий-металлических батарей с высокой плотностью энергии при температуре от –60 до +55 ° C.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз?

    Гибкие металл-газовые батареи: потенциальный вариант для силовых аксессуаров следующего поколения для носимой электроники

    Гибкие металл-газовые батареи в последние годы становятся все более привлекательными для использования в носимой электронике из-за их большой теоретической плотности энергии и превосходной приспособляемости к неправильным геометрическим поверхностям, таким как человеческое тело.Благодаря постоянному совершенствованию стратегий проектирования и технологий сборки были предприняты попытки изготовления различных передовых гибких металл-газовых батарей. Несмотря на эти усилия, синхронная интеграция высокой гибкости, безопасности, комфорта и высокой производительности в гибкие металл-газовые батареи со специфически функционализированными конфигурациями по-прежнему остается сложной задачей. Чтобы решить эти дилеммы, была исследована модификация катодных катализаторов, гелевого полимерного электролита и конфигураций / компонентов батарей.В этой статье мы рассматриваем последние технические достижения вместе с основными дилеммами, стоящими перед доступными в настоящее время гибкими металл-газовыми батареями, подчеркивая, как гибкие катоды и гелевые полимерные электролиты с различными структурами и компонентами могут влиять на электрохимические характеристики и функциональность гибких металл-газовых батарей . Гибкие батареи Zn – air, Li – O 2 / воздух и Li – CO 2 являются в основном примерами, чтобы прояснить их многообещающий потенциал.Наконец, исходя из наших соображений, предлагаются нерешенные технические препятствия и перспективы будущих исследований с использованием гибких металл-газовых батарей для носимой электроники.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз?

    17,5 Батареи и топливные элементы — химия

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Батареи классифицируются как первичные или вторичные
    • Перечислите некоторые характеристики и ограничения аккумуляторов
    • Дайте общее описание топливного элемента

    Батарея представляет собой электрохимический элемент или серию элементов, вырабатывающих электрический ток.В принципе, в качестве аккумулятора можно использовать любой гальванический элемент. Идеальная батарея никогда не разряжалась бы, не вырабатывала постоянного напряжения и была способна выдерживать экстремальные температуры и влажность окружающей среды. Настоящие аккумуляторы обеспечивают баланс между идеальными характеристиками и практическими ограничениями. Например, масса автомобильного аккумулятора составляет около 18 кг или около 1% от массы среднего автомобиля или малотоннажного грузовика. Этот тип батареи будет обеспечивать почти неограниченное количество энергии, если используется в смартфоне, но будет отклонен для этого приложения из-за своей массы.Таким образом, ни одна батарея не является «лучшей», и батареи выбираются для конкретного применения с учетом таких вещей, как масса батареи, ее стоимость, надежность и текущая емкость. Батареи бывают двух основных типов: первичные и вторичные. Далее описаны несколько батарей каждого типа.



    Посетите этот сайт, чтобы узнать больше об аккумуляторах.

    Первичные батареи — это одноразовые батареи, потому что они не подлежат перезарядке. Обычной первичной батареей является сухой элемент (рис. 1).{-} [/ latex] с общим потенциалом элемента, который изначально составляет около 1,5 В, но уменьшается по мере использования батареи. Важно помнить, что напряжение, подаваемое батареей, одинаково независимо от ее размера. По этой причине все батареи D, C, A, AA и AAA имеют одинаковое номинальное напряжение. Однако более крупные батареи могут доставить больше молей электронов. Поскольку цинковый контейнер окисляется, его содержимое в конечном итоге вытекает, поэтому этот тип батареи не следует оставлять в любом электрическом устройстве на длительное время.

    Рис. 1. На схеме показано поперечное сечение батареи фонарика, углеродно-цинкового сухого элемента.

    Посетите этот сайт, чтобы узнать больше о угольно-цинковых батареях.

    Щелочные батареи (рис. 2) были разработаны в 1950-х годах для решения некоторых проблем с производительностью сухих цинк-угольных элементов. Они производятся, чтобы быть точной заменой сухих угольно-цинковых элементов. Как следует из названия, в этих типах батарей используются щелочные электролиты, часто гидроксид калия.{\ circ} = +1.43 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

    Щелочная батарея может обеспечивать в три-пять раз больше энергии, чем угольно-цинковые сухие элементы аналогичного размера. Щелочные батареи склонны к утечке гидроксида калия, поэтому их также следует снимать с устройств для длительного хранения. Некоторые щелочные батареи можно перезаряжать, но большинство — нет. Попытки перезарядить щелочную батарею, которая не является перезаряжаемой, часто приводят к разрыву батареи и утечке электролита гидроксида калия.

    Рис. 2. Щелочные батареи были разработаны как прямая замена угольно-цинковым (сухим) батареям.

    Посетите этот сайт, чтобы узнать больше о щелочных батареях.

    Вторичные батареи перезаряжаемые. Это типы батарей, которые используются в таких устройствах, как смартфоны, электронные планшеты и автомобили.

    Никель-кадмиевые батареи или NiCd (рис. 3) состоят из никелированного катода, кадмиевого анода и электрода из гидроксида калия.{-} (aq) \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {total:} & \ text {Cd} (s) \; + \; \ text {NiO} _2 (s) \; + \; 2 \ text {H} _2 \ text {O} (l) & \ text {Cd (OH)} _ 2 (s) \; + \; \ text {Ni (OH)} _ 2 (s) \ end {array} [/ latex]

    Напряжение составляет от 1,2 В до 1,25 В по мере разряда батареи. При правильном обращении никель-кадмиевый аккумулятор можно заряжать около 1000 раз. Кадмий — это токсичный тяжелый металл, поэтому никель-кадмиевые батареи нельзя открывать или выбрасывать в обычный мусор.

    Рис. 3. В никель-кадмиевых батареях используется «желеобразная» конструкция, которая значительно увеличивает ток, который может выдавать батарея, по сравнению с щелочной батареей аналогичного размера.{-} \; + \; x \; \ text {C} _6 & x \; \ text {LiC} _6 \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {total:} & \ текст {LiCoO} _2 \; + \; x \; \ text {C} _6 & \ text {Li} _ {x \; — \; 1} \ text {CoO} _2 \; + \; x \; \ текст {LiC} _6 \ end {array} [/ latex]

    С коэффициентами, представляющими моль, x составляет не более примерно 0,5 моля. Напряжение батареи составляет около 3,7 В. Литиевые батареи популярны, потому что они могут обеспечивать большой ток, легче, чем сопоставимые батареи других типов, вырабатывают почти постоянное напряжение при разряде и медленно теряют заряд при хранении. {-} \\ [0.{2-} \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {total:} & 2 \ text {H} _2 \; + \; \ text {O} _2 & 2 \ text {H } _2 \ text {O} \ end {array} [/ latex]

    Напряжение составляет около 0,9 В. КПД топливных элементов обычно составляет от 40% до 60%, что выше, чем у обычного двигателя внутреннего сгорания (от 25% до 35%), и в случае водородного топливного элемента дает только вода в качестве выхлопа. В настоящее время топливные элементы довольно дороги и содержат функции, которые приводят к их выходу из строя через относительно короткое время.



    Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о топливных элементах.

    Батареи — это гальванические элементы или серия элементов, вырабатывающих электрический ток. Когда элементы объединяются в батареи, потенциал батареи является целым числом, кратным потенциалу отдельной ячейки. Батареи бывают двух основных типов: первичные и вторичные. Первичные батареи предназначены для одноразового использования и не подлежат перезарядке. Сухие элементы и (большинство) щелочные батареи являются примерами первичных батарей. Второй тип перезаряжаемый и называется вторичным аккумулятором. Примеры вторичных батарей включают никель-кадмиевые (NiCd), свинцово-кислотные и литий-ионные батареи.Топливные элементы похожи на батареи в том, что они генерируют электрический ток, но требуют постоянного добавления топлива и окислителя. Водородный топливный элемент использует водород и кислород из воздуха для производства воды и обычно более эффективен, чем двигатели внутреннего сгорания.

    Химия: упражнения в конце главы

    1. Каковы желательные качества электрической батареи?
    2. Перечислите некоторые вещи, которые обычно учитываются при выборе батареи для нового приложения.
    3. Рассмотрим батарею, состоящую из одного полуэлемента, состоящего из медного электрода в растворе 1 M CuSO 4 и другого полуэлемента, состоящего из свинцового электрода в 1 M Pb (NO 3 ) 2 раствор. {\ circ} = -0.{\ circ} = +0,53 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

      Подойдет ли этот аккумулятор для смартфонов? Почему или почему нет?

    4. Почему батареи выходят из строя, а топливные элементы — нет?
    5. Объясните, что происходит с напряжением батареи при использовании батареи, используя уравнение Нернста.
    6. Используя информацию, полученную до сих пор в этой главе, объясните, почему электроника с батарейным питанием плохо работает при низких температурах.

    Глоссарий

    щелочная батарея
    первичная батарея, в которой используется щелочной (часто гидроксид калия) электролит; спроектирован так, чтобы быть точной заменой сухого элемента, но с большим накоплением энергии и меньшей утечкой электролита, чем типичный сухой элемент
    аккумулятор
    гальванический элемент или серия ячеек, вырабатывающих ток; по идее любой гальванический элемент
    сухая камера
    первичная батарея, также называемая угольно-цинковой батареей; может использоваться в любой ориентации, поскольку в качестве электролита используется паста; имеет тенденцию к утечке электролита при хранении
    топливный элемент
    устройства, вырабатывающие электрический ток при непрерывной добавке топлива и окислителя; эффективнее двигателей внутреннего сгорания
    свинцово-кислотный аккумулятор
    аккумуляторная батарея, состоящая из нескольких ячеек; свинцово-кислотный аккумулятор, используемый в автомобилях, имеет шесть ячеек и напряжение 12 В
    литий-ионный аккумулятор
    очень популярный аккумулятор; использует ионы лития для проведения тока, он легкий, перезаряжаемый и создает почти постоянный потенциал при разряде
    никель-кадмиевый аккумулятор
    (NiCd аккумулятор) вторичная батарея, в которой используется кадмий, который является токсичным тяжелым металлом; тяжелее литий-ионных батарей, но с аналогичными характеристиками
    первичный аккумулятор
    одноразовый неперезаряжаемый аккумулятор
    аккумулятор
    аккумулятор с возможностью подзарядки

    Решения

    Ответы на упражнения в конце главы по химии

    2.

    No related posts.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *