| nikkel só akkumulátor | |
|---|---|
| Újratölthető akkumulátor FIAMM SoNick 48TL200 (48 V, 200 Ah) | |
| Fajlagos energiaintenzitás | 140 Wh/kg |
| Fajlagos energiasűrűség | 280 Wh/dm³ |
| Elektromos erő | 2,58 V _ |
| Üzemhőmérséklet | 270°С és 350° С között |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A nikkel-só akkumulátor (Ni-NaCl, más néven nikkel-nátrium-klorid akkumulátor, más néven nátrium-nikkel-klorid akkumulátor) egy másodlagos kémiai áramforrás , amelyben a fém nátrium a katód , az elektrolit pedig egy korund kerámia üvegleválasztó (béta- alumínium -oxid). ) és olvadt só, anód - nikkelhuzal . A nikkel-só akkumulátor elektromotoros ereje 2,56 V, a fajlagos energiasűrűsége cellákban kb. 140 Wh/kg, vezérlőrendszerrel ellátott kész akkumulátorokban 90 Wh/kg feletti. Üzemmódtól (puffer vagy ciklikus üzemmód) függően az élettartam 3000-9000 töltési-kisütési ciklus, vagy több mint 20-25 év puffer üzemmódban. A nikkel-só akkumulátorok lemerülten tárolhatók, ellentétben az ólom-savas és nikkel-fémhidrid akkumulátorokkal, amelyeket teljesen feltöltve kell tárolni, illetve a lítium-ion akkumulátorokkal , amelyeket az akkumulátor kapacitásának 40%-án kell tárolni.
A nikkel-só akkumulátorok (2 NaCl - Ni) olyan akkumulátorok , amelyek nagy fajlagos energiafogyasztással, ciklusokkal és magas hőmérséklettel (270 és 350 °C közötti üzemi hőmérséklet) ellenállnak. Közönséges asztali sóból , kerámiából és nikkelből készülnek. Az akkumulátorok teljesen zártak, a hagyományos ólom-savas akkumulátorokhoz képest viszonylag kompaktak és környezetbarátak.
A nátrium, mint negatív elektróda alapú újratölthető akkumulátorok tanulmányozása a múlt század 60-as éveiben kezdődött. A nátrium elsősorban magas, -2,71 V elektromos potenciálja, könnyű súlya, nem mérgező és alacsony költsége miatt keltette fel a tudósok figyelmét.
A legismertebb nátrium-alapú akkumulátor a japán NGK vállalat által gyártott nátrium-kén akkumulátor . A nikkel-só akkumulátorok a nátrium-kén technológia logikus folytatásai, miközben nem rendelkeznek a nátrium-kén akkumulátorokban rejlő hátrányokkal, nevezetesen nem tartalmaznak maró ként, amely tulajdonságai miatt hozzájárul a gyors korrózióhoz. kerámia, és ezáltal csökkenti az akkumulátor élettartamát. A nikkel-só akkumulátorokat először az 1970-es években tesztelte egy tudóscsoport a dél-afrikai Pretoriában, a Zeolite Battery Research Africa (ZEBRA) projektben Dr. Johan Kotzer vezetésével. A projekt rövidített neve szerint az akkumulátor a Zebra nevet kapta. Az 1980-as években a Derby (Egyesült Királyság) Beta Research and Development teljes körűen leírta az elemek kémiáját, az elektrokémiai folyamatokat és a gyártási ciklust. Tudósok egy csoportja 20 éve tökéletesíti a technológiát, különböző fémekből származó adalékanyagokat tesztelve a hatóanyagban a legmagasabb teljesítménymutatók elérése érdekében. A nikkel-só akkumulátorok sorozatgyártása különböző iparágak számára 1998-ban indult a svájci Stabióban, a MES-DEA üzemben. Ma ez a cég a FIAMM csoport része, és akkumulátorokat gyárt energia, kommunikációs és energiatároló rendszerek számára.
A nikkel-só akkumulátor működésének jellemzője az elektrolit (NaAlCl4) és a negatív elektróda (Na) olvadt állapota, amelyek olvadáspontja 157 ° C, illetve 98 ° C. Ez az oka annak, hogy minden nátriumot használó akkumulátor, például nátrium-kén, magas hőmérsékletűnek minősül, és körülbelül +250 °C hőmérsékleten működik.
A negatív elektróda nátriumból készül, és működés közben is olvadt állapotban van. A nátrium elektromos potenciálja (-2,71 V) rendkívül vonzóvá tette az energiatároló rendszerekben való felhasználását, ráadásul könnyű, ártalmatlan, és ami a legfontosabb, ez az anyag olcsó.
A pozitív elektróda nikkelből készül, és ha feltöltődik, nikkel-kloriddá alakul.
A pozitív és negatív elektródákat kerámia elválasztó membrán választja el egymástól. β-alumínium-oxidból (korundból) készül, és biztosítja az elektrokémiai reakció lefolyását, nátriumionokat vezetve át önmagán.
Feltöltéskor a só a nikkellel reagálva nikkel-kloridot képez, amelyből 2 nátriumion szabadul fel, amelyek a kerámialeválasztón áthaladva felhalmozódnak annak külső falán.
Az ürítés során a konyhasó és a nikkel csökken a kerámia szeparátor belső üregében.
A töltési/kisütési folyamat teljesen fordított, melléktermékek képződése nélkül, ami lehetővé teszi a magas élettartam elérését mind puffer, mind ciklikus üzemmódban.
Az összeszerelt akkumulátor energiasűrűsége valamivel kisebb (>90 Wh/kg) a hőszigetelésnek és az elektronikus vezérlőmodulnak köszönhetően.