Буш обявил о переходе на этанол в качестве топлива

[slozovsk]

Никто вам ничего внятного не скажет. На подходе новые технологии, которые попадут в продажу чере 2-5 лет. Над этими технологиями трудятся разные фирмы.

Есть технологии, есть фирмы, а есть физические законы, величины и постоянные. И никакая фирма не может их преодолеть. Т.е. химические реакции - одни энергии, деление ядер - другие, синтез ядер - третьи.
Вот и интересно каковы ограничения для электрохимических реакций.

Вот линк на некоторые технологии - http://freeenergynews.com/Directory/Battery/index.html

Тут и какие-то аллюминиевые аккумуляторы и Nanotube ultracapacitors и т.д.

Народ сделает хорошие накопители энергии (спрос на них колоссальный - от телефонов, power tools, до автомобилей, по этому промышленность заинтересована). А энергию будут брать с АЭС или термояда.

Я думаю, что лет через 5 проблемы с хорошими накопителями энергии уже не будет. Имеется ввиду цена и энергоемкость будут не хуже, чем у бензина. Кстати, я не исключаю, что Буш не толкает в этом направлении не только, чтобы не ссориться с нефтяными фирмами, но и потому, что промышленность и так работает в нужном направлении. Хотя, если бы государство, с помощью налогов или ребейтов выровняла стоимость гибридов и обычных машин, процесс, конкретно в автомобилестроении, пошел бы быстрее.

Europositron technology is based on nanoscale electrochemistry that is said to allow production of rechargeable aluminum batteries providing up to 20 times more capacity than current batteries. The materials are said to be environmentally safe and fully recycleable. 1-2 years to market.

http://peswiki.com/index.php/Directory: ... _Batteries

Не знаю, что там со скорость заряда, но по емкости - если в 20 раз больше, чем современные аккумуляторы - то больше и не надо.

Nanotube ultracapacitors would store energy on atomic level, providing what is said to be the first technologically significant and economically viable alternative to conventional batteries in more than 200 years.

http://pesn.com/2006/02/09/9600232_MIT_Battery/
http://www.treehugger.com/files/2006/02 ... citors.php

[f_evgeny]

Уже сейчас есть батареи с очень высокой энергоемкостью. Я увлекаюсь радиоуправляемыми вертолетами. В отличие от самолета, энерговооруженность вертолета, гораздо выше - весь вес приходится держать мотором. Даже в этих условиях, смысла связываться с бензиновыми двигателями уже нет - время полета сопоставимо.

Я использую Li-Poly (литий-полимерные батареи). Положительные свойства - большая энергоемкость (летать с ним надо, удерживая в воздухе мотором), способность давать большой ток разряда. Недостатки - цена, не очень большое число циклов заряд-разряд, время зарядки 1 час (не зависит от емкости).

Конкретно - аккумулятор 2 А/Ч, 11В, 140-150г ~ $40

Давайте попытаемся сравнить.

Удельная энергия для аккумулятора:
(2 * 11)/0.14 = 157 Дж/кг

Для бензина удельная теплота сгорания 47 МДж/кг = 47000000 Дж/кг

Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

[ZSM-5]

Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

Ну не знаю как Вы считали. Я же дал цифру - 85 кДж/г. Для бензина Вы приводите цифру 47 кДж/г. Еше надо учесть КПД теплового двигателя - максимум, что можно получить - это по Карно - ну допустим процентов 70 можно выжать. А КПД электромотора близок к 100%. Правда, 85 кДж/г для лития - это максимально возможный теоретический максимум. В реальной жизни, да еше в виде электричества, наверно будет меньше. Так что с Вашим выводом пока согласиться не могу.

[vovap]

[
Я думаю, что лет через 5 проблемы с хорошими накопителями энергии уже не будет. Имеется ввиду цена и энергоемкость будут не хуже, чем у бензина.

Будут. "Через 5 лет проблемм не будет" длится уже не менне 30 лет - Вы просто не с курсе истории вопроса.

[vovap]

Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

Для бензина Вы приводите цифру 47 кДж/г.

47Мдж - мега джоулей. Это всего в 1000 раз больше.

[ZSM-5]

Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

Для бензина Вы приводите цифру 47 кДж/г.

47Мдж - мега джоулей. Это всего в 1000 раз больше.

Милейший, посмотрите, что стоит в знаменателе

[ZSM-5]

Я думаю, что лет через 5 проблемы с хорошими накопителями энергии уже не будет. Имеется ввиду цена и энергоемкость будут не хуже, чем у бензина.

Будут. "Через 5 лет проблемм не будет" длится уже не менне 30 лет - Вы просто не с курсе истории вопроса.

Я так понимаю, что про литий можно забыть

It is estimated that the United States has approximately 760,000 tons of lithium. The resources in the rest of the world are estimated to be 12 million tons.

http://www.mii.org/Minerals/photolith.html

[vovap]

Милейший, посмотрите, что стоит в знаменателе

Что в знаменателе? И там и там - килограммы.

[ZSM-5]

Милейший, посмотрите, что стоит в знаменателе :умник1:

Что в знаменателе? И там и там - килограммы.

47 MДж/кг = 47 кДж/г

[vovap]

47 MДж/кг = 47 кДж/г

Я говорю о цифрах приведенных f_evgeny - он пересчитал энергоемкость современной "хорошей" батареи. Теоретический же предел - вещь мало о чем говорящая. Например теоретический предел маленького термоядерного реактора будет - сами понимаете. А проку?

[ZSM-5]

47 МДж/кг = 47 кДж/г

Я говорю о цифрах приведенных f_evgeny - он пересчитал энергоемкость современной "хорошей" батареи. Теоретический же предел - вещь мало о чем говорящая. Например теоретический предел маленького термоядерного реактора будет - сами понимаете. А проку?

Вот о чем он говорил

Удельная энергия для аккумулятора:
(2 * 11)/0.14 = 157 Дж/кг
Для бензина удельная теплота сгорания 47 МДж/кг = 47000000 Дж/кг. Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

Для меня остается загадкой, как можно было получить 157 Дж/кг. По закону Джоуля-Ленца (учебник физики за 9 класс): 1 Дж = 1 Ампер * 1 Вольт *1 секунда, а тут мы изначально имеели 2 А/ч - что это за единица, и как от нее перейти к Джоулям, я не очень хорошо представляю. Если все помножить на 3600, то получится примерно 0.5 МДж/кг - все-таки маловато, учитывая теоретический максимум в 85 МДж/кг. Короче, считать надо аккуратно

[f_evgeny]

Нашел электрохимический потенциал реакции окисления лития - он равен 3.03В (практически самый большой из всех известных потенциалов), но, боюсь это не совсем то, что нам нужно

Ну вот это уже ближе к делу - энергия, выделяюшаяся при переходе Li в Li2O, равна примерно 85 kJ на 1 грамм лития

Извиняюсь, затребовал данные и исчез - ездил на хутор в баню. Но вернемся к нашим баранам.
Я очень сомневаюсь, что в аккумуляторах используется реакция окисления лития. Но даже пусть и так, нужно пересчитать на то, что современные аккумуляторы как правило герметичные или около того, значит окислитель нужно возить с собой. Значит нужно пересчитать удельную энергию с учетом кислорода. На две молекулы лития нужна одна молекула кислорода. Атомный вес лития - 7, кислорода - 16.
Значит на окисление одного грамма лития нужно (16/7)/2 = 1.14 г лития плюс кислород, или удельная энергоемкость гипотетического аккумулятора, основанного на окислении лития равна 85 / 2.14 = 39.7 кДж/г Близко к бензину. Но врядли в аккумуляторах используется реакция окисления лития.
Пошел искать в интернет принцип действия литиевых аккумуляторов.

[f_evgeny]

47 МДж/кг = 47 кДж/г

Я говорю о цифрах приведенных f_evgeny - он пересчитал энергоемкость современной "хорошей" батареи. Теоретический же предел - вещь мало о чем говорящая. Например теоретический предел маленького термоядерного реактора будет - сами понимаете. А проку?

Вот о чем он говорил

Удельная энергия для аккумулятора:
(2 * 11)/0.14 = 157 Дж/кг
Для бензина удельная теплота сгорания 47 МДж/кг = 47000000 Дж/кг. Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

Для меня остается загадкой, как можно было получить 157 Дж/кг. По закону Джоуля-Ленца (учебник физики за 9 класс): 1 Дж = 1 Ампер * 1 Вольт *1 секунда, а тут мы изначально имеели 2 А/ч - что это за единица, и как от нее перейти к Джоулям, я не очень хорошо представляю. Если все помножить на 3600, то получится примерно 0.5 МДж/кг - все-таки маловато, учитывая теоретический максимум в 85 МДж/кг. Короче, считать надо аккуратно

Согласен, горе мне, А ч - внесистемная едница, 2 Ач значит ток 2 А течет в течении 2ч и Ваша формула правильная.

[f_evgeny]

Нашел электрохимический потенциал реакции окисления лития - он равен 3.03В (практически самый большой из всех известных потенциалов), но, боюсь это не совсем то, что нам нужно

Ну вот это уже ближе к делу - энергия, выделяюшаяся при переходе Li в Li2O, равна примерно 85 kJ на 1 грамм лития

Согласно источникам, раскопанным в интернете, лучшие на сегодня литиевые аккумуляторы используют реакцию:

4Li + 2SOCl2 -> 4LiCl \/ + S \/ +SO2

Где значком '\/' я обозначил стрелку вниз. Если кто-нибудь подскажет, сколько электронов работает в этой реакции, я попробую посчитать весовые характеристики.

[ZSM-5]

Но врядли в аккумуляторах используется реакция окисления лития.
Пошел искать в интернет принцип действия литиевых аккумуляторов.

Баня - это хорошо Даже завидно....У нас в Чикаго тоже есть, правда, я там не был уже года два
Абсолютно с Вами согласен, окисления как такового (т.е. преврашения в оксид) там, скорее всего, нет. Другое дело, что основная часть энергии выделяется при потере атомом лития одного электрона (Li -> Li+ + e-) (а потеря электрона и есть в обшем виде определение окисления), а куда он там конкретно переходит - в оксид, гидроксид, или соль - не так уж важно. Ну, будет там не 85 кДж/г, а 75 или 95

[ZSM-5]

Согласно источникам, раскопанным в интернете, лучшие на сегодня литиевые аккумуляторы используют реакцию:

4Li + 2SOCl2 -> 4LiCl \/ + S \/ +SO2

Где значком '\/' я обозначил стрелку вниз. Если кто-нибудь подскажет, сколько электронов работает в этой реакции, я попробую посчитать весовые характеристики.

Я в понедельник на работе могу посмотреть энтальпию этой реакции (ну т.е. сколько выделяется энергии). Что интересно - наверняка в таком аккумуляторе есть второй компонент, который переводит SO2 в связанное состояние (ну, адсорбирует, или образует не очень стабильное соединение, которое затем разлагается и выделяет SO2 обратно) - т.к. SO2 это газ (и довольно ядовитый), и если он уйдет из батареи, то никакой обратимости не будет (т.е. батарею нельзя будет зарядить)

[slozovsk]

47 МДж/кг = 47 кДж/г

Я говорю о цифрах приведенных f_evgeny - он пересчитал энергоемкость современной "хорошей" батареи. Теоретический же предел - вещь мало о чем говорящая. Например теоретический предел маленького термоядерного реактора будет - сами понимаете. А проку?

Вот о чем он говорил

Удельная энергия для аккумулятора:
(2 * 11)/0.14 = 157 Дж/кг
Для бензина удельная теплота сгорания 47 МДж/кг = 47000000 Дж/кг. Делаем вывод - аккумуляторам пока далеко до бензина.

Для меня остается загадкой, как можно было получить 157 Дж/кг. По закону Джоуля-Ленца (учебник физики за 9 класс): 1 Дж = 1 Ампер * 1 Вольт *1 секунда, а тут мы изначально имеели 2 А/ч - что это за единица, и как от нее перейти к Джоулям, я не очень хорошо представляю. Если все помножить на 3600, то получится примерно 0.5 МДж/кг - все-таки маловато, учитывая теоретический максимум в 85 МДж/кг. Короче, считать надо аккуратно

Согласен, горе мне, А ч - внесистемная едница, 2 Ач значит ток 2 А течет в течении 2ч и Ваша формула правильная.

2 А/Ч - это 2 ампера в течении одного часа или 1 ампер в течении 2- часов, ну и т.д. Получить энергию просто по емкости, конечно же нельзя, именно по этому я и привел напряжение - 11 вольт. Этих данных достаточно, чтобы посчитать все что надо. Я не знаю, как Но, хорошая подготовка по физике говорит мне о том, что данных достаточно

[slozovsk]

[
Я думаю, что лет через 5 проблемы с хорошими накопителями энергии уже не будет. Имеется ввиду цена и энергоемкость будут не хуже, чем у бензина.

Будут. "Через 5 лет проблемм не будет" длится уже не менне 30 лет - Вы просто не с курсе истории вопроса.

1. Года три назад гибридов, практически не было. Сейчас уже и Камри гибрид есть.

2. Года три назад не было нормальных моторов и батарей для радио управляемых вертолетов. Все летали на ДВС. Сейчас идет массовая миграция на электричество, а новички сразу летают на электро вертолетах. Это гораздо практичнее. ДВС, наверное, все еще немного дешевле.

Т.е. скачек уже сделан. Новые разработки непрерывно идут в промышленность. Вот на моделистском форуме обсуждали, что батареи новых технологий уже ставятся в определенную модель power tools. 24V, что ли, лень искать информацию. До авиамоделизма эти батареи еще не дошли, по этому народ потрошил батарейные коробки, которые продавались для этих power tools. Т.е. характеристики аккумуляторов непрерывно улучшаются. Очевидно, что 30 лет назад нельзя было сделать электрический вертолет - он не поднял бы аккумуляторы.

[Polar Cossack]

Года три назад гибридов, практически не было. Сейчас уже и Камри гибрид есть.

Я Вам больше скажу. Есть уже у Лексуса.

[f_evgeny]

Согласно источникам, раскопанным в интернете, лучшие на сегодня литиевые аккумуляторы используют реакцию:

4Li + 2SOCl2 -> 4LiCl \/ + S \/ +SO2

Где значком '\/' я обозначил стрелку вниз. Если кто-нибудь подскажет, сколько электронов работает в этой реакции, я попробую посчитать весовые характеристики.

Я в понедельник на работе могу посмотреть энтальпию этой реакции (ну т.е. сколько выделяется энергии). Что интересно - наверняка в таком аккумуляторе есть второй компонент, который переводит SO2 в связанное состояние (ну, адсорбирует, или образует не очень стабильное соединение, которое затем разлагается и выделяет SO2 обратно) - т.к. SO2 это газ (и довольно ядовитый), и если он уйдет из батареи, то никакой обратимости не будет (т.е. батарею нельзя будет зарядить)

Достаточно количества электронов, так как напряжение известно и заряд электрона известен, работу можно посчитать по электрическим формулам.

[f_evgeny]

2 А/Ч - это 2 ампера в течении одного часа или 1 ампер в течении 2- часов, ну и т.д. Получить энергию просто по емкости, конечно же нельзя, именно по этому я и привел напряжение - 11 вольт. Этих данных достаточно, чтобы посчитать все что надо. Я не знаю, как Но, хорошая подготовка по физике говорит мне о том, что данных достаточно

Да очень просто -
Ток X напряжение = Мощность
Мощность X Время = Энергия.
Меня подвело то, что А ч - внесистемная единица, по написанию я подумал, что на время уже умножено. Таким образом ZSM-5 привел правильную формулу для Вашего аккумулятора:
E = (2 * 11 * 3600)/0.14 = 565714 Дж/кг
что всего в 83 раз хуже, чем у бензина.

[f_evgeny]

2. Года три назад не было нормальных моторов и батарей для радио управляемых вертолетов. Все летали на ДВС. Сейчас идет массовая миграция на электричество, а новички сразу летают на электро вертолетах. Это гораздо практичнее. ДВС, наверное, все еще немного дешевле.

Т.е. скачек уже сделан. Новые разработки непрерывно идут в промышленность. Вот на моделистском форуме обсуждали, что батареи новых технологий уже ставятся в определенную модель power tools. 24V, что ли, лень искать информацию. До авиамоделизма эти батареи еще не дошли, по этому народ потрошил батарейные коробки, которые продавались для этих power tools. Т.е. характеристики аккумуляторов непрерывно улучшаются. Очевидно, что 30 лет назад нельзя было сделать электрический вертолет - он не поднял бы аккумуляторы.

Почитав, можно сделать вывод, что скачок произошел в связи с переходом к литиевым аккумуляторам. Еще почитав, можно сделать вывод, что трудно надеятся на аккумуляторы, лучшие, чем литиевые, так как литий с этой точки зрения - лучший материал. (малый атомный вес, самый высокий отрицательный электродный потенциал).
Вот закончим работу по анализу теоретических ограничений литиевых аккумуляторов, ведущуюся в этом треде, проанализируем возможные варианты улучшения или замены материалов и примерно выведем пределы совершенствования электрохимических аккумуляторов вообще. Но, на мой взгляд, узе сейчас можно сказать, что скорее всего большого прорыва в этой области ожидать не приходится.
На вообразение некоторых специалистов сильно действует тот факт, что стал возможен полет авиамоделей на аккумуляторах. Но нужно учесть, что для авиамоделей ситуацию сильно облегчает положение два фактора:
- малая требуемая продолжительность полета
- известный эффект того, что, чем меньше аппарат, тем легче ему лететь, связанный с тем, что площадь пропорциональна второй степени линейный размеров - а вес - третьей. Пример - насекомые летают все, которые хотят, крупные животные не летают вообще.

[slozovsk]

2 А/Ч - это 2 ампера в течении одного часа или 1 ампер в течении 2- часов, ну и т.д. Получить энергию просто по емкости, конечно же нельзя, именно по этому я и привел напряжение - 11 вольт. Этих данных достаточно, чтобы посчитать все что надо. Я не знаю, как Но, хорошая подготовка по физике говорит мне о том, что данных достаточно

Да очень просто -
Ток X напряжение = Мощность
Мощность X Время = Энергия.
Меня подвело то, что А ч - внесистемная единица, по написанию я подумал, что на время уже умножено. Таким образом ZSM-5 привел правильную формулу для Вашего аккумулятора:
E = (2 * 11 * 3600)/0.14 = 565714 Дж/кг
что всего в 83 раз хуже, чем у бензина.

Странно то, что время полета бензинового и электрического вертолетов сопоставимо. Нет отличия в 83 раза. Ну, может быть бак раза в два меньше, чем батарея (зато мотор тяжелее), но 83 раза все-равно не получается. Вместо экзотических вертолетов можно взть электромобильчик, который тут приводили. Он проходит на одной заправке более 200 миль. Моя бензиновая машина - 300 миль. Куда девается разница в 83 раза?

[slozovsk]

Почитав, можно сделать вывод, что скачок произошел в связи с переходом к литиевым аккумуляторам. Еще почитав, можно сделать вывод, что трудно надеятся на аккумуляторы, лучшие, чем литиевые, так как литий с этой точки зрения - лучший материал.

Я привел линки на аллюминиевые аккумуляторы и на супер конденсаторы. Т.е. не все на литии заканчивается.

[f_evgeny]

Почитав, можно сделать вывод, что скачок произошел в связи с переходом к литиевым аккумуляторам. Еще почитав, можно сделать вывод, что трудно надеятся на аккумуляторы, лучшие, чем литиевые, так как литий с этой точки зрения - лучший материал.

Я привел линки на аллюминиевые аккумуляторы и на супер конденсаторы. Т.е. не все на литии заканчивается.

Завтра посчитаем и их (сегодня я занят).