鉄水電池 - 紹介と製作

フロー電池は、電気化学電池の一種で、液体に溶解した 2 つの化学成分によって化学エネルギーが提供され、膜の 2 つの別々の側面でシステムに送り出されます。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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これらのバッテリーのエネルギーは電解質として保存されます。電流の流れによって、両方の液体がそれぞれの領域を循環するときにイオン交換プロセスが発生します。多くの鉄水バッテリーは、低コストで十分な電気伝導度があるカーボン フェルト電極を使用しています。

これらのバッテリーは、通常のバッテリーとは対照的に、動的な素材が 2 つまたは 3 つの配列になっています。

鉄水電池は、電気化学工学の原理に基づいて設計されています。しかし、これらのバッテリーは、比エネルギーが低く (完全な電気自動車には重すぎます)、比出力が低く (定置型エネルギー貯蔵には高すぎます) ます。

これらの溶液は外部チャンバーに保管され、不活性電極表面で還元反応と酸化反応が起こる電気化学セルのスタックを通してポンプで送り出されます。このバッテリーのセル電圧は 1.0 ～ 2.43 ボルトのままで、ネルンストの式と範囲によって化学的に決定されます。

鉄水バッテリーの充電プロセスは、液体に溶解した 2 つの化学成分によって行われます。この電池は20年以上も長持ちするので、長期間使用できます。

ハイブリッド電池、膜レス電池、レドックス（還元・酸化）電池など、これまで多くの種類の鉄水電池が設計されてきました。酸化還元鉄水バッテリーは広く使用されており、研究者は、そのコストがキロワット時あたり約 25 ドル以下であると主張しています。

長所

急速充電可能です。

有害な排出物はありません。

長期間（20年以上）使用できます。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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短所

充放電レートが比較的低い。

エネルギー密度が低いです。

大型の膜分離装置を使用するため、コストが高くなります。

ドライアイロン水電池

乾電池は、化学エネルギーを電気に変換することで電気エネルギーを生み出します。これらのバッテリーには、電流が流れるのに十分な水分のみを含む厚いペーストの形の電解質があります。

これも電気化学電池の一種です。これらのバッテリーは揮発性が低く、より過酷な取り扱いに耐えることができます。コストは高いですが、充電プロセスにかかる費用はほとんどかかりません。

これらのバッテリーは、有害な影響がまったくないため、非常に環境に優しいです。ウェット バッテリーとは異なり、ドライ アイアン ウォーター バッテリーは、勢いよく素早く動かしても電解液が漏れません。

ドライ アイアン ウォーター バッテリーは非常にデリケートで、液体を含まないため、ほぼすべての方向で動作するため、ポータブル ツールや機器に適しています。

電解質（溶融状態）とアノード（酸化反応が起こるセル）とカソード（還元反応が起こるセル）の2つの電極からなる電気化学セルのようにシンプルな構造です。

ドライ アイアン ウォーター バッテリーは、同じサイズの他の充電式バッテリーよりも大幅に長持ちし、通常、それらよりもはるかに多くのエネルギーを保存します。これらのバッテリーは、内燃機関の始動など、さまざまな大型アプリケーションで広く使用されています。

鉄乾電池の最も一般的な例は、マンガン乾電池とアルカリ乾電池です。

鉄水流電池

鉄水流電池は、一対の電極と液体電解液から電力を生成します。これらのバッテリーは完全に充電可能な電気エネルギー貯蔵装置です。

効率は、化学薬品、充電状態、およびプロセス条件によって大きく異なります。エネルギー密度と出力密度は、エネルギー貯蔵システムの最も重要な特徴の 2 つです。これらのタイプのバッテリーのエネルギー密度は、電解質溶液中のイオンの溶解度によって制限されます。

水鉄フロー電池の一般的な電圧効率範囲は 62 ～ 73% です。これらのバッテリーは非常に安全で、火災の危険性がほとんどないか、まったくなく、他のバッテリーと比較して再充電速度が非常に速いです。

これらのバッテリーの寿命は (電解質の化学的性質による) 30 年に達します。それらは、80 ～ 98% のコロンビック (充電) 効率を備えています。今日の技術では、フロー電池の資本コストは、同様のサイズのリチウム イオン システムのコストのほぼ 2 倍ですが、リチウム イオンとフロー電池の両方の技術でコストが削減されており、価格がいつどこで落ち着くかを予測することは困難です。

これらのバッテリーは 66 ～ 75% のエネルギー効率を持ち、エネルギー貯蔵の損失はほとんどまたはまったくありません。ユーティリティ スペースでは、フロー バッテリーは非常に合理的であり、通常 6 時間以上のより長い放電時間に適しています。

これらのバッテリーは、動作温度にも幅があります。バナジウム鉄水流電池の技術は、はるかに安全で、拡張性が高く、長持ちし、さらに地球の地殻にはリチウムよりもはるかに多くのバナジウムがあるため、リチウム イオン電池に取って代わりつつあります。

水鉄電池の作り方

水鉄電池は、電気化学セルを介して吸い上げられる酸化還元物質の配列を使用します。水鉄電池の開発は非常に簡単です。

これは、電子デバイスに電力を供給するための電気化学セルに似たシステムをセットアップするだけで作成できます。このシステムは、陽極と陰極の 2 つの電極で構成されています。

電解質は主に2つの化学試薬で構成されており、一方は酸化され、もう一方は還元されます。電気負荷がシステムに接続されており、一方のチャンバーから他方のチャンバーに電流を流すことができます。

これらの鉄水バッテリーは、比エネルギー (キログラムあたりのワット時間) が低くなりますが、構造を簡素化するために低コストの試薬を使用します。

結論

鉄水バッテリーは、容量に悪影響を与えることなく長期間にわたってシステムを完全に放電できるため、複雑なエネルギー管理システムに最適なオプションです。

これらのバッテリーの主な問題は重量です。これは、かなりの容量を達成するには電解液室を大きくする必要があるためです。電解質は毒性がないため、廃棄物を他の目的に再利用することもできます。

ただし、バナジウム水鉄フロー電池は、バナジウムの酸化物のために高い毒性を持っています。水鉄電池は、充電と放電の両方のプロセスの完全なサイクルを多数実行することもできます。