Miks plii ja väävelhape?
Ostjad küsivad sageli küsimust: kas müügil on kaasaegsemaid akusid? Miks pakuvad müüjad ainult 1859. aastal leiutatud "traditsioonilisi" pliiakusid? Ja miks ei asendatud neid kaasaegsemate nikkel-kaadmium-, nikkel-metallhüdriid- ja liitiumioonakudega? Need on mahukamad ega sisalda mürgist hapet ega pliid.
Vastus on lihtne – neil on miinuseid, mis on autoakude puhul vastuvõetamatud. Nikkel-kaadmiumi jaoks - kõrge tase isetühjenemine, "mäluefekt", mis raskendab laadimist, ja kaadmiumi mürgisus on suurem kui plii oma. Nikkel-metallhüdriidi isetühjenemise tase on veelgi kõrgem. Liitiumioonakud on plahvatusohtlikud, kallid ja kaotavad laengu madalad temperatuurid. Liitiumioonaku laadimine pole lihtne: selleks on vaja spetsiaalset laadijat, mis töötab kindla algoritmi järgi.
Nii et "näitajate summa järgi" on tänapäeval alles jäänud pliiakud parim variant kõigist võimalikest.
Kaltsium või "hübriid"?
Ostjaid hirmutab akusildil olev sõna “hübriid”. Ja müüja ei oska alati selgitada, mis see “hübriid” on.
Tavaline aku koosneb kuuest aku "purgist", mis on jadamisi ühendatud ühes korpuses. Igas purgis vahelduvad positiivsed ja negatiivsed elektroodiplaadid, mis on kaetud aktiivmassi kihiga - positiivsed on pliidoksiidist, negatiivsed aga käsnpliist. Elektroodid (need on valmistatud võre kujul) on valmistatud pliisulamist. Kuid puhas plii on habras materjal ja seetõttu on see legeeritud - sulamile lisatakse väikesed portsjonid antimoni või kaltsiumi.
“Puhast” antimonpatareisid tänapäeval praktiliselt pole - antimon on vee elektrolüüsi katalüsaator ja selline aku “keeb sageli”. Keemisprobleemi lahendamiseks asendati antimon kaltsiumiga.
Nii et nüüd müüakse turul kas "hübriid" akusid (positiivsed elektroodid antimoni lisandiga ja negatiivsed elektroodid kaltsiumi lisamisega) või puhtad "kaltsium" akud (kõik elektroodid on valmistatud plii-kaltsiumisulamist). Kaltsiumakul on oma eelised - eelkõige madal isetühjenemise tase (50% võimsuse kaotus 18-20 kuuga) ja minimaalne tarbimine vesi aurustumise tõttu (1 g/Ah). Kuid neil on puudus - pärast kahte või kolme sügavat tühjenemist ei saa sellist akut laadida. Hübriidakul selliseid probleeme pole. Kuid vee tarbimine selles on antimoni olemasolu tõttu poolteist kuni kaks korda suurem kui "kaltsiumiveel". Ja isetühjenemise tase on kõrgem (12 kuuga poole võimsuse kaotus). Kuid samal ajal ei vaja "hübriid" akud ka "hooldust", st elektrolüüdile destilleeritud vee lisamist.
Vedelik või geel?
Aku elektroodid asetatakse elektrolüüti, väävelhappe lahusesse. Vastavalt sellele on kahte tüüpi akusid: vedela elektrolüüdiga ja "mittevedela" elektrolüüdiga. Kõige tavalisemad on vedela elektrolüüdiga akud - need on lihtsamad ja vastavalt ka odavamad. Lisaks on neil tavaautos piisavalt energiavarusid kõigile tarbijatele.
"Mittevedela" elektrolüüdiga (mõnikord nimetatakse neid kõiki ekslikult "geeliks") akude puhul on küsimus keerulisem. Akusid, milles elektrolüüt silikageelide abil tegelikult geeliolekusse viiakse, kasutatakse nüüd üliharva: ainult mootorratastel ja isegi siis eksklusiivsetel. "Mittevedela" elektrolüüdiga akudes on kogu elektroodide vaheline vaba ruum täidetud mikropoorse materjaliga, mis on elektrolüüdiga küllastunud. See on AGM (absorbed Glass Material) tehnoloogia, mis suurendab aktiivmassi efektiivsust tänu parem imendumine happed, mis annab suurema käivitusvoolu, vastupidavuse sügavtühjenemisele ja vastupidavuse. Just need akud sobivad kõige paremini Start&Stop süsteemi ja pidurdusenergia taaskasutussüsteemiga autodele. Kuid need pole "geelid" ...
"Kesktaseme" tehnoloogiaga akud - EFB (Enhanced Flooded Battery) - on tänapäeval turul nõutud. Seda nimetatakse ka "märgelektrooditehnoloogiaks". Sellises akus on elektroodid kaetud omamoodi mikrokiust "ümbrikutega". Samuti säilitavad nad elektrolüüti, mis tagab tsüklilise tühjenemise stabiilsuse. Kuid aku ise on täidetud vedela elektrolüüdiga.
Polaarsus – Aasia või Euroopa?
Enne ostjale aku pakkumist tasub temalt küsida, millises riigis on tema auto kokku pandud. Sest Aasia ja Euroopa autod on loodud selleks erinev asukoht aku klemmid.
Lihtsamalt öeldes tähendab "sirge", tuntud ka kui "euroopalik" polaarsus, kui kui aku on asendis "teile lähimad klemmid", on positiivne klemm vasakul ja negatiivne klemm paremal. "Tagurpidi", st "Aasia" polaarsusega aku puhul on kõik täpselt vastupidine. Lisaks võib kontaktklemmide läbimõõt Euroopa ja Aasia vahel erineda. Näiteks eurotüübil (tüüp 1) on “positiivse” klemmi läbimõõt 19,5 mm ja “negatiivse” klemmi läbimõõt on 17,9 mm. Ja Aasia tüübi (tüüp 3) puhul on "pluss" läbimõõt 12,7 mm ja "miinus" - 11,1 mm. Seetõttu on Euroopa autole endiselt võimalik paigaldada Jaapani aku (muide, see hõlmab ka Venemaal kokku pandud “korealasi”): adaptereid on õhukestest klemmidest kuni “paksude” euroopalikeni.
Lisaks on mitu aku suurust. Ja võib juhtuda, et “aasialane” lihtsalt ei saa tavalist kohta tänu sellele, et ta on väiksem või suurem...
Mis tegelikult loeb
Müüjad ütlevad: ostja ei tea peaaegu alati, mida ta tegelikult vajab. Ja sellepärast on tal kõik need küsimused "kaltsiumi", "geeli", "liitiumioon", "jaapani" akude kohta. Seetõttu on oluline, et müüja selgitaks ostjale, mida ta soovib – ja miks ta just seda soovib!
Seega on aku jaoks kõige olulisemad kolm parameetrit.
1. Elektriline nimivõimsus (Ah), määratakse täielikult laetud aku energiaväljundiga kahekümnetunnise tühjenemise ajal. Näiteks tähis 6ST-60 tähendab, et aku annab 20 tunni jooksul voolu 3 A ja lõpuks ei lange klemmide pinge alla 10,8 V. See aga ei tähenda lineaarne sõltuvus tühjenemise aeg tühjendusvoolust. Aku ei suuda terve tunni jooksul stabiilset energiat pakkuda.
Samuti on "mitteametlik" parameeter - "reservvõimsus". Seda mõõdetakse minutites – kui kaua suudab aku enda ja generaatori jaoks töötada. Näiteks aku reservvõimsus sõiduauto koormusega 25 A ja pingelangusega 10,5 V peaks olema vähemalt 90 minutit.
2. Nimipinge - sõiduauto aku puhul on see 12 V. See võib aku tühjenemisel ja suure voolukoormuse korral langeda. Kuid te ei tohiks katsetada kõrgema pingega aku paigaldamisega ...
3. Külm väntamisvool (CCA – Cold Cranking Amperes). See parameeter on Venemaal eriti oluline: see tähistab vooluhulka, mida aku on võimeline andma temperatuuril -18 o C 10 sekundi jooksul pingega vähemalt 7,5 V. Mida suurem on külmkäivitusvool, seda talvel on mootorit lihtsam käivitada.
Kõik need parameetrid on märgitud aku korpusele.
Millest ostjaga rääkida?
Esiteks peab müüja kuulama tõsiasja, et kliendi valgus on kehv, keerleb nõrgalt ja ei kesta kaua ning kõigil pole "valgustamiseks" juhtmeid. Ja alles siis küsige:
a) Kui vana auto on?
b) Tootmisriik?
c) Kas ostja sõidab talvel või pargib külma ilmaga?
d) Kas sõiduk on varustatud Start&Stop ja Brake Energy Regeneration funktsioonidega?
e) Kas auto seisab öösel garaažis või hoovis “akende all”?
f) Kas auto on tuunitud, kas see on varustatud täiendavate elektriseadmetega: küttekehad, mittestandardsed valgustusseadmed jne?
g) Ja kõige olulisem küsimus on: millist ostusummat ostja ootab?
Kui ostjal on “vana” või tuunitud auto, siis tasub soovitada suurema mahutavusega akut, näiteks 50 Ah asemel võtta 55 Ah. Kuid pole vaja "üle pingutada" - generaatoritel on rangelt määratletud võimsus ja neid ei soovitata üle koormata. Samuti ei tasu sundida ostjat lisaraha maksma.
Kui auto on "maastur" või "maastur" ja sellega sõidavad maareiside fännid, siis peaksid nad soovitama AGM-akut. Sellistel akudel on küllaltki kõrge, kuni 135%, külmkäivitusvool, suurem tsüklitakistus ja väga kõrge sügavtühjendamisvõime.
Tehnoloogia arenguga muutuvad seadmed kompaktsemaks, funktsionaalsemaks ja mobiilsemaks. Sellise täiuslikkuse väärtus laetavad akud, mis toidab seadet. Aastate jooksul on palju leiutatud erinevad tüübid patareid, millel on oma eelised ja puudused.
Tundub, et paljulubav tehnoloogia kümme aastat tagasi liitiumioon akud ei vasta enam mobiilseadmete kaasaegse progressi nõuetele. Need ei ole piisavalt võimsad ja vananevad sagedase kasutamise või pikaajalise ladustamise korral kiiresti. Sellest ajast alates on välja töötatud liitiumakude alatüüpe, nagu liitiumraudfosfaat, liitiumpolümeer ja teised.
Kuid teadus ei seisa paigal ja otsib uusi viise, kuidas seda veelgi enam muuta parem säilivus elektrit. Näiteks leiutatakse teist tüüpi patareisid.
Liitium-väävelakud (Li-S)
Liitiumväävel Tehnoloogia võimaldab saada akusid, mille energiamaht on kaks korda suurem kui nende liitiumioonvanematel. Ilma märkimisväärse võimsuse vähenemiseta saab seda tüüpi akut laadida kuni 1500 korda. Aku eelis seisneb tootmis- ja paigutustehnoloogias, mis kasutab väävlit sisaldavat vedelkatoodi, mis on anoodist eraldatud spetsiaalse membraaniga.
Liitiumväävelakusid saab kasutada üsna laias temperatuurivahemikus ning nende tootmiskulud on üsna madalad. Masslikuks kasutamiseks on vaja kõrvaldada tootmise puudus, nimelt keskkonnale kahjuliku väävli kõrvaldamine.
Magneesium-väävelakud (Mg/S)
Kuni viimase ajani ei olnud võimalik kasutusviise kombineerida väävel ja magneesiumühes rakus, kuid mitte nii kaua aega tagasi suutsid teadlased seda teha. Nende toimimiseks oli vaja leiutada elektrolüüt, mis töötaks mõlema elemendiga.
Tänu uue elektrolüüdi leiutamisele seda stabiliseerivate kristalsete osakeste moodustumise tõttu. Paraku, aga prototüüp on sisse lülitatud Sel hetkel See ei ole vastupidav ja selliseid akusid tõenäoliselt ei hakata tootma.
Fluoriid-ioonakud
Fluori anioone kasutatakse laengute ülekandmiseks katoodi ja anoodi vahel. Seda tüüpi akude võimsus on kümneid kordi suurem kui tavalistel liitium-ioonakudel ja lisaks on sellel väiksem tuleoht. Elektrolüüt põhineb baariumlantaanil.
Näib, et paljutõotav suund Akude arendamine, kuid see pole ilma puudusteta, on massilise kasutamise väga tõsine takistus aku töötamine ainult väga kõrgetel temperatuuridel.
Liitium-õhk akud (Li-O2)
Koos tehnoloogia arenguga mõtleb inimkond juba meie ökoloogiale ja otsib aina puhtamaid energiaallikaid. IN liitiumi õhk Akudes kasutatakse metalloksiidide asemel elektrolüüdis süsinikku, mis õhuga reageerides tekitab elektrivoolu.
Energiatihedus on kuni 10 kWh/kg, mis võimaldab neid kasutada elektrisõidukites ja mobiilseadmetes. Eeldatavasti on see peagi lõpptarbijale saadaval.
Liitiumnanofosfaat akud
Seda tüüpi akud on liitiumioonakude järgmine põlvkond, mille eeliste hulgas on suur laadimiskiirus ja võime edastada suurt voolu. Näiteks täislaadimiseks kulub umbes 15 minutit.
Uus tehnoloogia, mis kasutab spetsiaalseid nanoosakesi, mis on võimelised tagama kiirema ioonide voolu, võimaldab teil suurendada laadimis- ja tühjendustsüklite arvu 10 korda! Loomulikult on neil nõrk isetühjenemine ja mäluefekt puudub. Kahjuks pärsib laialdast kasutamist akude suur kaal ja vajadus spetsiaalse laadimise järele.
Kokkuvõtteks võib öelda üht. Peagi näeme elektrisõidukite ja vidinate laialdast kasutamist, mis võivad väga töötada suuresti laadimata.
Elektrouudised:
BMW autotootja esitles oma versiooni elektrijalgrattast. BMW elektrijalgratas on varustatud elektrimootoriga (250 W) Kiirendab kiiruseni kuni 25 km/h.
Elektriautos sada 2,8 sekundiga? Kuulduste kohaselt vähendab P85D uuendus kiirendusaega 0-lt 100 kilomeetrile tunnis 3,2-lt 2,8 sekundile.
Hispaania insenerid on välja töötanud aku, mis suudab sõita üle 1000 km! See on 77% odavam ja laeb vaid 8 minutiga
Lisamise kuupäev: 2011-06-29
Müügiesindajate motivatsiooni all mõistetakse müügiesindaja huvi teatud tööülesannete täitmisel tööandjalt vastava rahalise tasu eest. Ehk pädev ja väärikas motivatsioon innustab müügiesindajat midagi suurema innuga ette võtma. Selle tulemusena jääb ettevõte peale motivatsioonitegevuste läbiviimist plussi, areneb ja kasvab.
Enamasti saab müügiesindaja palka + lisatasu. Motivatsioon kuulub boonusosasse palgad müügiesindaja.
Motivatsiooniprogramme on väga erinevaid. Vaatleme ainult kõige levinumaid.
Ekspordi osakaal.
Väärt motivatsioon eeldusel, et tarnitud toode müüb hästi. Peaasi, et saadetistega üle ei pingutaks, kui müüd kiiresti riknevat kaupa. Vastasel juhul on oht saada hiljem suur raha tagasi. Seda tüüpi motivatsiooni miinustest võib märkida sortimendi vähest esindatust riiulitel (st mis müüb kõige paremini, toob müügiesindaja välja "tonnid" ja reeglina unustab sortimendi laiendamise teatud toote rühm). Selline motivatsioon pole eriti kasulik ka juhul, kui tarnija ettevõte müüb oma kaupu ja lisaks meelitatud tooteid. Tootja võib kaotada enda kaupade müügi, kui suunamised lähevad paremini ja kiiremini.
Selle tulemusena tuleb meelde järgmist tüüpi motivatsioon.
Müügiplaani täitmine eraldi omatoodetele ja eraldi meelitamiseks.
Müügiesindaja peab sellises olukorras kontrollima nii enda kui ka sissetoodud toodete saatmist. Seda tüüpi motivatsioon on minu arvates kõige kasulikum ettevõtetele, kes mitte ainult ei tooda, vaid ka müüvad oma tooteid iseseisvalt (müügiesindajate kaudu).
Tavaliselt on see motivatsioonipunkt boonusosas peamine ja moodustab umbes 40-60%.
Mitte kõik ettevõtted ei maksa oma müügiesindajatele debitoorsete arvete heas seisukorras hoidmise eest raha. Minu arvates on see tegematajätmine. See on lihtne. Mida ütleb kaubandusseadus? Kaup-raha-kaup. Ja mida sagedamini see tsükkel pöördub, seda parem ettevõttele. See kasvab ülespoole, laiuselt ja igas suunas. Seetõttu on soovitatav eraldada umbes 20-25% preemiaosast normaalsete nõuete säilitamiseks. Kui müügiesindajal ei ole aruandeperioodi lõpus tasumata arveid või see on minimaalne, oleks patt jätta talle hea töö eest lisatasu andmata.
Üks kasulikumaid motivatsioone tööandjalt. Loogika on lihtne – kui enamus Ettevõte katab turgu, seda olulisem on ta potentsiaalsete uute meelitatud toodete tarnijate silmis. Vastavalt suured ettevõtted saavad oma tingimusi tarnijatele dikteerida ja ise välja võtta Paremad tingimused ja hinnad.
Motiveerige müügiesindajaid uusi avama jaemüügipunktid erinevaid viise. Iga uue punkti eest maksab keegi teatud summa. Kuid see pole erinevate müügiesindajate puhul täiesti õige. Lõppude lõpuks on ühel jaemüüjal aktiivne kliendibaas (ACB) 50 ja teisel 100. Tööhõive on veidi erinev, nõustute. Seetõttu on otstarbekam eraldada sama 20-25% boonusosast kliendibaasi arendamiseks ja anda igale müügiesindajale individuaalne plaan uute jaemüügipunktide avamiseks.
Aeg-ajalt on kasulik motivatsiooniprogramme vaheldumisi teha. See ei kehti, välja arvatud veoplaani rakendamisel. Saateplaani, muide, suurendatakse tavaliselt alati eelmise kuu tegeliku ekspordi suhtes. Olenevalt hooajast (kui tootel on selline sõltuvus) suurendatakse plaani 10-lt (eriti silmapaistvatele müügiesindajatele) 40-le (eelmise kuu plaani "läbi kukkunutele"). Kõik see on vajalik ettevõtte kasvuks, et see aega ei märgiks.
Koefitsient kasulik tegevus müügiesindaja (KPD).
See motivatsioon ei kehti tellimuste arvu ja külastuste arvu suhte puhul. Siin tähendab tõhusus järgmist.
Oletame, et on olemas "meie oma" toode ja meelitatud tooted. „Teie” toode võib sisaldada mitut tooterühma. Sama kehtib ka allhanke kohta, lisaks võib olla mitu erinevat tarnijat. Ettevõte on huvitatud sellest, et igal jaemüügipunktil oleks kogu tema tarnitav tootevalik. Ideaaljuhul on 100% efektiivsus see, kui kõik kaubagrupid ja tarnijad laadivad kuu jooksul kõik punktid (allhanke korras). Mitmel põhjusel ei saa see praktiliselt juhtuda, kui teil on rohkem kui 50 jaemüügipunkti. Kuid me peame selle nimel pingutama. Täiuslikkusel pole piire.
Müügiesindajate motivatsioon efektiivsuse osas võib olla järgmine. See on ideaalne (100%) parim näitaja Eelmise kuu efektiivsus kogu ettevõttele (see on näiteks 70% maksimaalsest võimalikust). Jooksva kuu tulemuste põhjal tehakse otsus, kes sellesse boonusse kaasatakse. Saate määrata minimaalse läve (näiteks boonust makstakse 80-90% viimase kuu parimast tulemusest).
Väga tõhus motivatsioon. Enda kogemuse põhjal mitu korda testitud.
Motivatsioon tootjalt ja meelitatud toodetelt.
Ja täna räägime kujuteldavatest - hiiglasliku erivõimsuse ja kiirlaadimisega. Uudiseid sellistest arengutest ilmub kadestamisväärse regulaarsusega, kuid tulevik pole veel saabunud ning endiselt on kasutusel üle-eelmise kümnendi alguses ilmunud liitiumioonakud või nende veidi arenenumad liitium-polümeer analoogid. Milles siis asi, tehnoloogilistes raskustes, teadlaste sõnade vales tõlgendamises või milleski muus? Proovime selle välja mõelda.
Laadimiskiiruse poole püüdlemisel
Üks aku parameetreid, mida teadlased ja suurettevõtted pidevalt parandada püüavad, on laadimiskiirus. Seda pole aga võimalik lõputult suurendada, isegi mitte akudes toimuvate reaktsioonide keemiliste seaduste tõttu (eriti kuna alumiiniumioonakude arendajad on juba väitnud, et seda tüüpi akut saab täis laadida vaid ühe minutiga teiseks), kuid füüsiliste piirangute tõttu. Oletame, et meil on 3000 mAh aku ja kiirlaadimise toega nutitelefon. Sellise vidina saab täis laadida tunni jooksul keskmise vooluga 3 A (keskmiselt, kuna laadimispinge muutub). Kui aga tahame täislaadimist saada vaid ühe minutiga, on vaja 180 A voolu ilma erinevaid kadusid arvesse võtmata. Seadme selle vooluga laadimiseks vajate umbes 9 mm läbimõõduga traati – kaks korda paksumat kui nutitelefon ise. Ja tavaline laadija ei suuda toota 180 A voolu umbes 5 V pingel: nutitelefonide omanikud vajavad impulssvoolumuundurit, nagu on näidatud alloleval fotol.
Alternatiiv voolu suurendamisele on pinge suurendamine. Kuid see on reeglina fikseeritud ja liitiumioonakude puhul on see 3,7 V. Muidugi võib seda ületada - Quick Charge 3.0 tehnoloogiaga laadimine tuleb pingega kuni 20 V, kuid proovides laadida aku, mille pinge on umbes 220 V, kasutu ei too kaasa midagi head ja seda probleemi pole võimalik lähiajal lahendada. Kaasaegsed elemendid Toiteallikas lihtsalt ei saa sellist pinget kasutada.
Igavesed patareid
Loomulikult ei räägi me nüüd "igavesest liikurist", vaid pika tööeaga akudest. Tänapäevased nutitelefonide liitiumioonakud võivad vastu pidada maksimaalselt paar aastat aktiivne kasutamine seadmeid, mille järel nende võimsus pidevalt väheneb. Eemaldatava akuga nutitelefonide omanikel on teistest veidi rohkem vedanud, kuid ka sel juhul tasub veenduda, et aku on valmistatud hiljuti: liitiumioonakud lagunevad ka siis, kui neid ei kasutata.
Stanfordi ülikooli teadlased on sellele probleemile välja pakkunud oma lahenduse: katta elektroodid olemasolevad tüübid polümeermaterjalist liitiumioonakud, millele on lisatud grafiidi nanoosakesi. Teadlaste sõnul kaitseb see elektroode, mis töö käigus paratamatult kaetakse mikropragudega ja samade mikropragudega polümeermaterjal pingutavad ise. Selle materjali tööpõhimõte sarnaneb iseparaneva tagakaanega LG G Flex nutitelefonis kasutatava tehnoloogiaga.
Üleminek kolmandasse dimensiooni
2013. aastal teatati, et Illinoisi ülikooli teadlased arendavad uut tüüpi liitiumioonakut. Teadlased väitsid, et selliste akude erivõimsus on kuni 1000 mW/(cm*mm), samas kui tavaliste liitiumioonakude erivõimsus jääb vahemikku 10-100 mW/(cm*mm). Need on mõõtühikud, mida kasutati, kuna me räägime üsna väikestest, kümnete nanomeetrite paksustest struktuuridest.
Traditsioonilistes liitium-ioon akudes kasutatava lameanoodi ja katoodi asemel tegid teadlased ettepaneku kasutada kolmemõõtmelisi struktuure: nikkelsulfiidi kristallvõre poorsel niklil anoodina ja liitiummangaandioksiidi poorsel niklil katoodina.
Hoolimata kõikidest kahtlustest, mis on põhjustatud uute akude täpsete parameetrite puudumisest esimestes pressiteadetes, aga ka prototüüpidest, mida pole veel esitletud, on uut tüüpi akud siiski reaalsed. Seda kinnitavad mitmed teaduslikud artiklid sellel teemal viimase kahe aasta jooksul avaldatud. Kuid isegi kui sellised akud lõpptarbijatele kättesaadavaks muutuvad, ei juhtu seda niipea.
Laadimine läbi ekraani
Teadlased ja insenerid püüavad pikendada meie vidinate eluiga mitte ainult uut tüüpi patareisid otsides või nende energiatõhusust suurendades, vaid ka üsna ebatavalistel viisidel. Michigani osariigi ülikooli teadlased on teinud ettepaneku manustada läbipaistvad päikesepaneelid otse ekraanile. Kuna selliste paneelide tööpõhimõte põhineb nende neeldumisel päikesekiirgus Nende läbipaistvaks muutmiseks pidid teadlased kasutama nippi: uut tüüpi paneelide materjal neelab ainult nähtamatut kiirgust (infrapuna- ja ultraviolettkiirgust), misjärel neelduvad kitsad ribad klaasi laiadest servadest peegelduvad footonid. päikesepaneelid traditsiooniline tüüp asub piki selle servi.
Peamiseks takistuseks sellise tehnoloogia rakendamisel on selliste paneelide madal efektiivsus – vaid 1% võrreldes 25% traditsiooniliste päikesepaneelidega. Nüüd otsivad teadlased võimalusi efektiivsuse tõstmiseks vähemalt 5%-ni, kuid kiiret lahendust sellele probleemile tõenäoliselt ei oodata. Muide, sarnane tehnoloogia patenteeriti hiljuti Apple'i ettevõte, kuid pole veel teada, kuhu täpselt tootja oma seadmetesse päikesepaneelid paigutab.
Enne seda pidasime sõnadega "patarei" ja "aku" silmas taaslaetavat akut, kuid mõned teadlased usuvad, et ühekordseid pingeallikaid on vidinates täiesti võimalik kasutada. Missouri ülikooli teadlased pakkusid välja akudena, mis võiksid töötada ilma laadimise või muu hoolduseta mitu aastat (või isegi mitu aastakümmet), kasutada RTG-sid – radioisotoopide termoelektrilisi generaatoreid. RTG tööpõhimõte põhineb raadiosummutamisel eralduva soojuse muundamisel elektrienergiaks. Paljud inimesed teavad selliseid installatsioone nende kasutamisest kosmoses ja raskesti ligipääsetavad kohad Maal, kuid USA-s kasutati südamestimulaatorites ka miniatuurseid radioisotoopakusid.
Töö selliste akude täiustatud tüübi kallal on kestnud alates 2009. aastast ja selliste akude prototüüpe on isegi näidatud. Kuid lähitulevikus ei näe me nutitelefonides radioisotooppatareisid: nende tootmine on kallis ja pealegi on paljudes riikides radioaktiivsete materjalide tootmisele ja ringlusele ranged piirangud.
Vesinikelemente saab kasutada ka ühekordselt kasutatavate akudena, kuid nutitelefonides neid kasutada ei saa. Vesinikuakud saavad üsna kiiresti tühjaks: kuigi teie vidin töötab ühest kassetist kauem kui tavalise aku ühe laadimisega, tuleb neid perioodiliselt vahetada. See aga ei takista vesinikuakude kasutamist elektrisõidukites ja isegi väliseid akusid: tegu pole veel masstoodanguga, aga ka prototüübiga. Ja Apple arendab kuulujuttude kohaselt juba süsteemi vesinikukassettide täitmiseks ilma neid asendamata, et seda tulevastes iPhone'ides kasutada.
Idee, et grafeeni baasil saab luua suure erivõimsusega aku, esitati juba 2012. aastal. Ja nii teatati selle aasta alguses Hispaanias, et Graphenano ettevõte on alustanud elektrisõidukite grafeenpolümeerakude tootmise tehase ehitamist. Uut tüüpi akut on ligi neli korda odavam toota kui traditsioonilisi liitiumpolümeerakusid, erivõimsus on 600 Wh/kg ning sellise 50 kWh aku saab täis laadida vaid 8 minutiga. Tõsi, nagu me alguses ütlesime, on selleks vaja umbes 1 MW võimsust, nii et selline näitaja on saavutatav ainult teoreetiliselt. Pole teada, millal täpselt tehas esimesi grafeenpolümeerakusid tootma hakkab, kuid on täiesti võimalik, et Volkswagen on selle toodete ostjate hulgas. Kontsern on juba teatanud plaanist toota 2018. aastaks elektrisõidukeid, mille sõiduulatus ühe akulaadimisega on kuni 700 kilomeetrit.
Mis puudutab mobiilseadmeid, siis nendes grafeenpolümeerakude kasutamist takistavad praegu selliste akude suured mõõtmed. Loodame, et uuringud selles vallas jätkuvad, sest grafeenpolümeerakud on üks lootustandvamaid akutüüpe, mis lähiaastatel ilmuda võivad.
Miks siis vaatamata teadlaste optimismile ja regulaarselt ilmuvatele uudistele läbimurretest energiasäästu valdkonnas näeme praegu stagnatsiooni? Esiteks on asi meie kõrgetes ootustes, mida ainult ajakirjanikud õhutavad. Tahame uskuda, et akude maailmas on peagi toimumas revolutsioon ja meil on vähem kui minutiga laetav ja peaaegu piiramatu kasutusiga aku, millest saab välja kaasaegne kaheksatuumalise protsessoriga nutitelefon. kestavad vähemalt nädala. Kuid selliseid läbimurdeid paraku ei juhtu. Sisenemine masstoodangükskõik milline uus tehnoloogia sellele eelnenud palju aastaid teaduslikud uuringud, proovide testimine, uute materjalide väljatöötamine ja tehnoloogilised protsessid ja muud tööd, mis võtavad palju aega. Lõpuks sama liitium-ioonakud kulus umbes viis aastat, et inseneriproovidest muutuda valmis seadmed, mida saab kasutada telefonides.
Seetõttu saame olla ainult kannatlikud ja mitte võtta südamesse uudiseid uutest patareidest. Vähemalt seni, kuni ilmuvad uudised nende masstootmisse laskmisest, mil uue tehnoloogia elujõulisuses pole kahtlust.
Küsimust lugedes trudnopisaka :
“Oleks huvitav teada saada uusi akutehnoloogiaid, mida valmistatakse ette masstootmiseks."
Muidugi, masstootmise kriteerium on mõnevõrra lõtv, kuid proovime nüüd välja selgitada, mis on paljutõotav.
Keemikud tulid välja järgmiselt:
Uue aku elemendi pinge voltides (vertikaalne) ja katoodi erimaht (mAh/g) kohe pärast selle valmistamist (I), esimest tühjenemist (II) ja esimest laadimist (III) (illustratsioon: Hee Soo Kim et al./Nature Side).
Magneesiumi ja väävli kombinatsioonil põhinevad akud suudavad oma energiapotentsiaali poolest ületada liitiumpatareid. Kuid siiani pole keegi suutnud neid kahte ainet akuelemendis koos töötama panna. Nüüd on mõningate reservatsioonidega USA spetsialistide rühmal see õnnestunud.
Toyota uurimisinstituudi teadlased aastal Põhja-Ameerika(TRI-NA) püüdis lahendada põhiprobleemi, mis takistas magneesium-väävel (Mg/S) akude loomisel.
Valmistatud Vaikse ookeani loodeosa riiklikust laborist.
Sakslased leiutasid fluoriioonaku
Lisaks tervele elektrokeemiliste vooluallikate armeele on teadlased välja töötanud veel ühe võimaluse. Selle eelisteks on väiksem tuleoht ja kümme korda suurem erivõimsus kui liitiumioonakudel.
Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi (KIT) keemikud on välja pakkunud metallfluoriididel põhinevate patareide kontseptsiooni ja katsetanud isegi mitmeid väikeseid laboriproove.
Sellistes akudes vastutavad fluori anioonid laengute ülekandmise eest elektroodide vahel. Aku anood ja katood sisaldavad metalle, mis olenevalt voolu suunast (laadimine või tühjenemine) muundatakse vaheldumisi fluoriidideks või redutseeritakse tagasi metallideks.
"Kuna üks metalliaatom on võimeline vastu võtma või loovutama mitu elektroni korraga, võimaldab see kontseptsioon väga kõrge tihedusega energiat – kuni kümme korda suurem kui tavalistel liitiumioonakudel,” ütleb arenduse üks autoreid dr Maximilian Fichtner.
Idee testimiseks lõid Saksa teadlased sellistest patareidest mitu näidist läbimõõduga 7 millimeetrit ja paksusega 1 mm. Autorid uurisid elektroodide jaoks mitmeid materjale (näiteks vask ja vismut koos süsinikuga) ning lõid lantaanil ja baariumil põhineva elektrolüüdi.
Selline tahke elektrolüüt on aga vaid vaheetapp. See fluoriidiioone juhtiv koostis toimib hästi ainult siis, kui kõrge temperatuur. Seetõttu otsivad keemikud sellele asendust – vedelat elektrolüüti, mis toimiks toatemperatuuril.
(Lisateavet leiate instituudi pressiteatest ja Journal of Materials Chemistry artiklist.)
Tuleviku akudAkuturu tulevikku on raske ennustada. Liitiumakud on endiselt kuningas ja neil on tänu liitiumpolümeeride arendustele hea potentsiaal. Hõbe-tsinkelementide kasutuselevõtt on väga pikk ja kulukas protsess ning selle teostatavus on siiani vaieldav teema. Kõige rohkem on kiitnud ja kirjeldanud kütuseelementidel ja nanotorudel põhinevaid tehnoloogiaid ilusate sõnadega kuid praktikas on tegelikud tooted kas liiga mahukad, liiga kallid või mõlemad. Selge on vaid üks – lähiaastatel jätkab see tööstusharu aktiivset arengut, sest kaasaskantavate seadmete populaarsus kasvab hüppeliselt.
Paralleelselt sülearvutitega, mille eesmärk on autonoomne toimimine, areneb lauaarvutite suund, mille puhul aku täidab pigem varu-UPS-i rolli. Samsung andis hiljuti välja sarnase sülearvuti ilma akuta.
IN NiCd-akudel on ka elektrolüüsi võimalus. Et vältida plahvatusohtliku vesiniku neisse kogunemist, on akud varustatud mikroskoopiliste ventiilidega.
Kuulsas instituudis MIT Hiljuti töötati spetsiaalselt koolitatud viiruste jõupingutustega välja liitiumpatareide tootmise ainulaadne tehnoloogia.
Hoolimata asjaolust, et kütuseelement näeb välja täiesti erinev traditsioonilisest akust, töötab see samadel põhimõtetel.
Kes veel oskab soovitada paljulubavaid suundi?