Sód zamiast litu

[KopalniaWiedzy.pl 317]

Od kilku lat eksperci coraz bardziej interesują się bateriami litowo-tlenowymi. Tego typu urządzenia są o tyle atrakcyjne, że ich teoretyczna gęstość energetyczna, wynosząca około 3458 Whkg-1, jest zbliżona do gęstości energetycznej benzyny. Problem jednak w tym, że baterie litowo-powietrzne są urządzeniami jednorazowego użytku, większości z nich nie można powtórnie ładować.

Dopiero w 2011 roku odkryto, dlaczego tak się dzieje, dzięki czemu możliwe było wprowadzenie pewnych udoskonaleń, takich jak np. złote elektrody, co pozwoliło na powtórne ładowanie baterii. Jednak systemy takie wciąż cierpią na poważne przypadłości, jak niewielka efektywność czy olbrzymie nadnapięcie, prowadzące do utraty energii w postaci ciepła.

Profesor Jürgen Janek i doktor Philipp Adelhelm z Justus-Liebig-University w Gießen proponują zastąpienie litu sodem. Niemieccy uczeni wykazali, że w urządzeniach sodowo-powietrznych nie dochodzi do degeneracji elektrolitu, zatem możliwe jest ich ładowanie, oraz nie ma problemów z wydajnością. Dzieje się tak, gdyż lit i sód są podobne pod względem chemicznym, ale w różny sposób reagują z tlenem. Lit tworzy z nim wysoce niestabilny LiO₂, który szybko zmienia się w Li₂O₂. Tymczasem sód tworzy z powietrzem NaO₂, a jako że jest on bardziej stabilny, całą reakcję można odwrócić podczas ładowania.

Uczeni za pomocą różnych technik, w tym spektroskopii ramanowskiej i rozpraszania promieni X dowiedli, że podczas rozładowywania systemu sodowo-powietrznego powstaje NaO₂, a podczas ładowania sód i tlen zostają rozdzielone i cały cykl można powtórzyć.

Niestety akumulatory sodowo-powietrzne mają też pewne ograniczenia. Ich teoretyczna gęstość energetyczna wynosi 1605 Whkg-1. To znacznie więcej niż w przypadku urządzeń litowo-jonowych, ale i znacznie mniej niż w litowo-powietrznych. Ponadto pojemność akumulatorów sodowo-powietrznych błyskawicznie spada. Po zaledwie ośmiu cyklach ładowania/rozładowywania przechowują bardzo mało energii. Obecnie naukowcy starają się znaleźć czynnik odpowiadający za tak szybką degradację tego systemu.

Akumulatory sodowo-powietrzne mają jednak tak wiele zalet, że badania nad nimi będą trwały. Jedną z nich jest niewielkie nadnapięcie, które jest nawet czterokrotnie mniejsze niż występujące w rozwiązaniach litowo-jonowych i litowo-powietrznych. To oznacza niewielkie straty energii. Ponadto sód to jeden z najobficiej występujących pierwiastków. Jest go znacznie więcej niż litu.

Uzyskane przez nas wyniki są ważne także z innego punktu widzenia. Synteza NaO₂ jest bardzo trudna. Do jej przeprowadzenia potrzebne są wysokie ciśnienie, wysoka temperatura i długi czas rekakcji. W naszym systemie NaO₂ powstaje natychmiast w temperaturze pokojowej i przy zwykłym ciśnieniu atmosferycznym. Być może także inne związki chemiczne można będzie syntetyzować w ten sposób - mówi Adelhelm.

[Przemek Kobel 65]

Doskonała substancja do zastosowań motoryzacyjnych... Z wikipedii:

Ponadtlenek sodu – nieorganiczny związek chemiczny z grupy ponadtlenków, pomarańczowa substancja krystaliczna. Bardzo silny utleniacz. Rozkłada się powyżej temperatury 540 °C, często z wybuchem, na tlenek sodu i tlen:

4NaO₂ → 2Na₂O + 3O₂

 

Gdy już wybuchnie i postanowimy toto ugasić (chociaż wiele do ugaszenia nie zostanie), to oczywiście z Na₂O i wody robi się soda żrąca. Polana kwasem solnym zmienia się w zwykłą solankę do roztapiania śniegu na drodze.

 

Globalnie schemat wyglądałby tak: śliska droga->wypadek->wybuch->antystrażacy polewają kwasem->droga bez śniegu. Można by wprowadzić usprawnienie, aby samochody obowiązkowo woziły z sobą kwas solny. Wtedy nawet antystrażaków nie trzeba by powoływać, a odśnieżanie będzie w pełni automatyczne. Ofiar też nie trzeba by sprzątać, bo się rozpuszczą (kolejna oszczędność!).

 

Nie mówiłem, że świetny wynalazek motoryzacyjny?

 

Ale co ja się czepiam. Przecież kolesie, którzy chcieli produkować to: http://en.wikipedia.org/wiki/Ford_Nucleon potem produkowali to: http://en.wikipedia....n_and_criticism

[sig 11]

Wsadzi się do torped i będzie głowica bojowa z zasilaniem w jednym. Tzn głowica musi być chociaż nie musi być duża, 520 stopni to jednak niemała temperatura i na słońce nie ma co liczyć. Tak więc samochody będą w pełni bezpiecznie o ile zostaną zrobione z niepalnych materiałów (ew palących się w niskich temperaturach).

[Przemek Kobel 65]

Pytanie czy trzeba całość podgrzać do tej temperatury, czy wystarczy punktowo (np. w miejscu zderzenia/wbicia się czegoś w ogniwo podczas zderzenia/w pobliżu ognia z innego źródła, np. ciężarówki z margaryną czy rozpalonego benzynowca).

[sig 11]

W sumie to zawsze można zamknąć baterię w jakimś "pancernym" pojemniku słabo przewodzącym ciepło, wtedy ryzyko opisywanych tu zdarzeń będzie minimalne, Swoją drogą benzyna pali się całkiem nieźle, więc współczesne pojazdy też bezpieczeństwem nie imponują.

[Jajcenty 314]

W sumie to zawsze można zamknąć baterię w jakimś "pancernym" pojemniku słabo przewodzącym ciepło, wtedy ryzyko opisywanych tu zdarzeń będzie minimalne, Swoją drogą benzyna pali się całkiem nieźle, więc współczesne pojazdy też bezpieczeństwem nie imponują.

 

Ale nie wybucha samoistnie i ma stosunkowo wąski przedział wybuchowości. Dodatkowo w obrocie pojawiłaby się niebezpieczna substancja do zwalczania wielopalczastości u młodzieży.

[Przemek Kobel 65]

Paliwem do niektórych samolotów można ponoć ugasić ognisko. Zdaje się, że nawet zwykła zupa do klekotów zapali się dopiero powyżej 60 stopni. Ale ludzie są skłonni jeździć zapalniczkami na gaz, więc w sumie niech sobie będzie ten sód. Byle nie rozwalało ścian nośnych, jak rąbnie na jakimś osiedlowym parkingu.

[sig 11]

Dodatkowo w obrocie pojawiłaby się niebezpieczna substancja do zwalczania wielopalczastości u młodzieży.

Zdziwił byś się ile niebezpiecznych substancji już jest w obiegu, króluje tu dział "chemii domowej". A ich kombinacje to prawdziwa żyła złota dla domorosłych piromanów.

[sig 11]

Paliwem do niektórych samolotów można ponoć ugasić ognisko.

Nie wiem jak tam jest z tym gaszeniem, ale paliwem do odrzutowców może być nafta o niskiej liczbie oktanowej, nienadająca się do silników spalinowych.

[Jajcenty 314]

Zdziwił byś się ile niebezpiecznych substancji już jest w obiegu, króluje tu dział "chemii domowej". A ich kombinacje to prawdziwa żyła złota dla domorosłych piromanów.

 

Wiem, że to nic nie wnosi do dyskusji ale poczułem się dotknięty. Co prawda mam wszystkie palce, ale za to mam ślady poparzeń mieszaniną nitrującą co stawia mnie wysoko w grupie ryzyka "piroman amator".

Zatem: co ty wiesz o chemii domowej

[Jajcenty 314]

Nie wiem jak tam jest z tym gaszeniem, ale paliwem do odrzutowców może być nafta o niskiej liczbie oktanowej, nienadająca się do silników spalinowych.

 

Liczba oktanowa ma niewielki związek z palnością.

[Przemek Kobel 65]

http://en.wikipedia.org/wiki/JP-7

[Jajcenty 314]

http://en.wikipedia.org/wiki/JP-7

 

Super! Muszę przyznać, że niepalne węglowodory z funkcją rozpraszania sygnału radarowego to duża nowość dla mnie