Как стравить воздух в батареях: удаление воздушной пробки с системы отопления, как стравить, выпустить воздух, как избавиться от воздуха в радиаторе

Сен 9, 1977 Разное

Как стравить воздух в батареях: удаление воздушной пробки с системы отопления, как стравить, выпустить воздух, как избавиться от воздуха в радиаторе

Содержание

удаление воздушной пробки с системы отопления, как стравить, выпустить воздух, как избавиться от воздуха в радиаторе

Содержание:

В процессе эксплуатации отопительной системы нередко возникает необходимость стравливания лишнего воздуха, находящегося внутри контура. Кроме того, чтобы избежать связанных с наличием воздуха в трубопроводе проблем, нужно еще и принимать меры, направленные на предотвращение попадания воздуха в систему в дальнейшем. О том, как спустить воздух из батареи и не позволить ему снова попасть туда, и пойдет речь в этой статье.


Вред воздуха в системе отопления

В первую очередь необходимо разобраться, какую опасность для отопительной системы представляет попавший в нее воздух. А проблема-то довольно проста – воздушные пробки в системе отопления полностью парализовать работу отопительной системы на всей ее протяженности или на отдельном участке.

Все дело в небольшом перепаде давления на входе и выходе из системы – эта величина обычно не превышает 0,2 кгс/см. Такого напора не хватает для того, чтобы нивелировать разницу в уровне плотности воды и воздуха. Из-за этого верхняя часть стояка полностью заполняется воздухом, и теплоноситель просто не может циркулировать. В результате квартиры остаются без отопления, а при наступлении холодов участок системы полностью замерзает.


На описанных выше явлениях проблемы не заканчиваются. В многоэтажных домах, построенных еще в советские времена, до сих пор используются трубы из обычной стали. Влажность в отопительной системе высока, а черная сталь в таких условиях при контакте с воздухом начинает разрушаться в многократном ускоренном темпе. Итог предсказуем – в какой-то момент система приходит в совершенно неработоспособное состояние. Чтобы этого не возникало, придется разбираться, как спустить воздух с системы отопления.

Причины появления воздуха в батареях

На первый взгляд может показаться, что воздуху в батареях просто неоткуда взяться, ведь система отопления круглый год находится в заполненном состоянии. Номинально так оно и есть, о чем говорят все существующие нормативы – но на практике поддерживать герметичность системы все время попросту невозможно, и со временем это провоцирует удаление воздушной пробки воздуха в системе отопления.


Воздух появляется в батареях из-за следующих факторов:

  1. Сезонные ремонтные и профилактические работы. Хотя бы раз в год отопительную систему приходится проверять и, при необходимости, ремонтировать. По инструкции нужно заполнять контур после замены каждого элемента конструкции – но воды на это уйдет слишком много, поэтому жилищно-коммунальные службы не идут на такие затраты.
  2. Замена отопительных приборов. Еще одна причина появления воздуха в радиаторах – их замена или перенос жильцами квартир. Разумеется, каждый сброс стояка может стать причиной его завоздушивания.
  3. Физические процессы. Когда все вентили закрыты, а трубопровод охлаждается, то объем находящегося в нем теплоносителя уменьшается. Если в такой ситуации открыть хотя бы один вентиль – батареи окажутся завоздушены, и придется думать, как стравить воздух из батареи.
  4. Повреждения элементов системы. Самым слабым звеном в отопительных системах многоквартирных домов являются чугунные радиаторы, которые при отключении отопления начинают течь из-за теплового расширения. В какой-то момент приходится решать серьезную проблему – менять все батареи в подъезде или же попросту сбросить систему до наступления отопительного сезона.

Способы стравливания воздуха

Для спуска воздуха из отопительной системы используется несколько способов, выбирать из которых нужно в зависимости от двух факторов:

  1. Конфигурация отопления. Поскольку в системах нижнего и верхнего розлива имеются отличия, то и воздух из них стравливается по-разному.
  2. Отношение к отопительной системе
    . Жильцы квартир спускают воздух из батарей совсем не так, как это делают профессиональные слесари – слишком разные задачи, требующие разных решений.

Перед тем, как убрать воздух из системы отопления, нужно рассмотреть все способы подробнее.

Нижний розлив с пользовательским доступом

Отличительной особенностью нижнего розлива является попарное подключение стояков отопления. Розливы подачи и обратки при такой схеме располагаются в подвале здания, а между ними стояками располагаются вентили. За вентилями устанавливаются или заглушки, или краны, позволяющие сливать воду при необходимости.

Имеющийся в стояках системы воздух при нижнем розливе выдавливается в верхние участки попарно соединенных стояков. На верхнем этаже (как правило, в квартирах, но иногда и в чердачном помещении) между стояками имеется перемычка, возле которой устанавливается кран Маевского, позволяющий стравливать воздух из системы.

Знать о том, как выгнать воздушную пробку из системы отопления, нужно в первую очередь жильцам квартир на верхних этажах:

  • Кран поворачивается на 180 градусов, и из него с шипением начнет выходить воздух;
  • Когда из радиатора станет течь вода, кран необходимо закрыть.


При проживании на любом другом этаже достаточно будет попросить соседей сверху стравить воздух в свободное время. В том случае, если по какой-то причине договориться с соседями не получается, нужно будет подать соответствующую заявку в местную жилищную организацию. Главное при этом – добиться того, чтобы заявка была принята по всем правилам, и тогда при возникновении проблем с отоплением можно будет в дальнейшем потребовать перерасчета.

Нижний розлив с администраторским доступом — удаление воздушной пробки

Одно дело, если проблему можно решить только из собственной квартиры или при помощи обращения к специалистам. Другое дело – если роль специалиста можно сыграть самостоятельно, например, получив доступ в подвал.

Решение проблемы в этом случае осуществляется следующим образом:

  • Перед тем, как удалить воздух из системы отопления, ее необходимо перепустить, для чего первым делом закрывается отопительная задвижка и открывается находящийся под ней канализационный сброс;
  • После выполнения предыдущих действий системе нужно дать около 5-10 минут на выход воздуха;
  • Если желаемый эффект не был достигнут, систему нужно перепустить в обратную сторону;
  • После стравливания воздуха нужно закрыть сброс и вернуть все задвижки в исходное положение, чтобы отопительный контур продолжил функционирование в штатном режиме.

Отдельные стояки, с которыми возникли проблемы, тоже вполне можно перепустить с подвального уровня. Для этого достаточно перекрыть вентиль одного из соединенных стояков и открыть сброс. Вероятность удачного стравливания воздуха в таком случае достаточно высока, а если один из стояков используется в качестве холостого, то работа обязательно увенчается успехом.


Даже в том случае, если вместо сбросов на стояках установлены заглушки, найдется пара способов того, как избавиться от воздушной пробки в системе отопления:

  1. Первый вариант – перекрыть оба стояка, сбросить их, а потом поменять одну из заглушек на шаровый кран с резьбой типа «папа-мама». Конечно, для такого варианта потребуется сам кран – но его стоимость невелика, и такие затраты уж точно стоят того, чтобы отопительная система могла продолжать работу.
  2. Для второго варианта нужно закрыть расположенные на стояках вентили, а потом выкрутить одну заглушку. Стояк переводится в режим сброса, останавливается, и потом предыдущие операции повторяются в обратном порядке. Таким способом стравливания воздуха можно пользоваться только при температуре теплоносителя ниже 45 градусов – в противном случае человек, выполняющий эту работу, может серьезно обжечься.

Верхний розлив с администраторским доступом

Если в здании используется верхний розлив, то это значит следующее: точка подачи теплоносителя находится на чердаке, а обратный контур располагается в подвальном помещении. При такой конфигурации стояки подключаются снизу и сверху, при этом имея одинаковую функциональную нагрузку, поэтому в пределах одного этажа система поддерживает равную температуру.

Когда контур запущен, воздух из радиаторов перемещается по стоякам в подающую линию, а после этого попадает в находящийся в верхней точке системы расширительный бак. Перед тем, как стравить воздух из радиатора отопления, нужно будет сначала открыть домовые задвижки, потом выйти на чердак и открыть встроенный в бак кран. Через какое-то время воздух попросту выдавится из системы, и теплоноситель сможет спокойно циркулировать дальше. Читайте также: «Как спустить воздух из радиатора отопления правильно – теория и практика».


Поводя краткие итоги, можно сказать следующее – при отсутствии опыта и понимания того, как работает отопительная система в многоквартирном доме, лучше не думать о том, как стравить воздух из радиатора самостоятельно. Например, при верхнем розливе существует немалый риск заливания расположенных на верхних этажах квартир, поэтому такую работу лучше передоверить специалистам из жилищной компании.

Как спустить воздух из батарей в частном доме

В частных домах тоже может возникнуть ситуация, при которой в отопительной системе появится воздух. Важно скорее не то, как система отопления в частном доме завоздушена, а то, как избавляться от ненужного воздуха. Универсального решения этой проблемы нет – отопление частного дома обычно проектируется в индивидуальном порядке, поэтому собранная конструкция имеет массу собственных нюансов.


Впрочем, во всех типах отопительных систем имеются схожие особенности, которые нужно изучить перед тем, как спустить воздух из батареи:

  1. Если отопление имеет принудительную циркуляцию, то возле насоса всегда устанавливаются специальные воздухоотводящие элементы (как правило, они располагаются или перед насосом, или непосредственно в котле). Воздух в системе при наличии таких элементов чаще всего оказывается из-за их засорения.
  2. Клапаны для отвода воздуха могут устанавливаться и непосредственно на батареи, но только в том случае, если они располагаются выше точки розлива. Если же розлив находится где-то на верхнем уровне, то воздушный клапан нужно искать в самой верхней его точке.
  3. На всех вертикальных изгибах розлива имеются собственные воздушники. При их отсутствии для стравливания воздуха придется воспользоваться одним из описанных выше способов.

Перед тем, как выпустить воздух из батареи, нужно убедиться в том, что система отопления запущена правильно – иногда причиной ее остановки оказывается перекрытый на одном из участков вентиль.

Техника безопасности и профилактические работы

Чтобы избежать травм и других проблем, нужно при стравливании воздуха соблюдать ряд правил:

  • Стержень из воздушного клапана выкручивать нельзя – напор разогретого теплоносителя не даст закрутить его обратно;
  • Корпус крана тоже нельзя выворачивать – сорвать резьбу очень просто, а ликвидировать последствия затопления квартиры сложно;
  • Радиаторные пробки нельзя откручивать даже частично – обратно их потом не вернуть, а выливающийся из радиаторов кипяток принесет массу негативных эмоций (прочитайте также: «Какие радиаторные пробки лучше использовать при монтаже радиаторов отопления»).


При проживании на верхнем этаже или в собственном доме можно принять защитные меры, которые позволяет в дальнейшем не думать, как спускать воздух из алюминиевого радиатора:

  • В автономной отопительной системе достаточно будет установить радиаторы, используя нижнее подключение, чтобы попавший в отопительный прибор воздух не влиял на его работоспособность;
  • В верхней точке стояка или автономного отопления можно установить автоматические воздушные клапаны, которые самостоятельно выпустят весь воздух из батарей.

Заключение

Данная статья подробно отвечает на вопрос о том, как правильно стравить воздух из системы отопления. Эта задача имеет ряд нюансов и трудностей, поэтому при отсутствии уверенности в собственных силах лучше всего поручить ее профильным специалистам или местному жилищному управлению. 


ТеплоСпец

Как сделать подключение теплого пола к котлу – пошаговое руководство
Поскольку водяной теплый пол все чаще обустраивают в загородных домовладениях, их владельцам не помешает знать, как правильно подключить такую систему теплоснабжения к газовому котлу. Если нет желания самостоятельно выполнять такую работу, знание нюансов поможет следить за ходом выполнения монтажа и запуска отопительного оборудования.

Как запустить теплый водяной пол правильно – последовательность и порядок действий
В последние годы теплый пол стал более востребованным у владельцев загородных домов. Но его первое включение является ответственной процедурой. Не все хозяева объектов недвижимости знают, как запустить теплый водяной пол правильно. Ввод его  в эксплуатацию состоит из нескольких этапов.

Как рассчитать площадь окраски чугунных радиаторов отопления
Чугунные батареи, прослужившие много лет, портят интерьер помещения  непривлекательным внешним видом. Дело в том, что со временем масляная краска на этих отопительных приборах начинает выцветать, слоиться и покрываться трещинами. Чтобы отреставрировать их поверхность, необходимо знать площадь чугунного радиатора отопления для покраски.

Какие алюминиевые радиаторы лучше – виды батарей из алюминия
Алюминиевые радиаторы обладают достойным внешним видом, у них доступная стоимость, а по степени теплоотдачи они занимают лидирующую позицию среди радиаторов, устанавливаемых в объектах недвижимости.

Как сделать буржуйку – варианты самодельных печей
Несложная в изготовлении печь — буржуйка зарекомендовала себя как эффективный отопительный агрегат, который широко используют для обогрева дачных построек, гаражей, возводимых строений разного назначения и других объектов недвижимости. Она является достойной альтернативой полноценной системы теплоснабжения.

Какая бывает термостойкая штукатурка для печей и каминов – виды огнеупорных смесей
В холодные зимние вечера приятно провести время около горящего очага. Но, чтобы он был безопасным в эксплуатации и являлся гармоничным украшением интерьера комнаты, необходимо использовать специально предназначенную для оштукатуривания печей и каминов смесь, которую называют жаропрочной, огне- и термостойкой.

Как рассчитать диаметр трубы для отопления – варианты и способы
Перед обустройством системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией рабочей среды необходимо выбрать трубы. Их основной задачей является доставка определенного количества тепловой энергии к радиаторам. Поэтому надо понимать, как для отопления подобрать диаметр трубы, чтобы жить в доме было комфортно.

Какой камин для отопления загородного дома выбрать – виды, особенности
Поскольку современный камин является мощным агрегатом, с его помощью можно даже обогревать собственное домовладение. Безусловно, он по своей эффективности будет уступать системе теплоснабжения, работающей на газовом котле. Чаще всего камин для отопления загородного дома используют исключительно в качестве дополнительного источника теплой энергии.

Какие бывают солнечные системы отопления – виды, характеристики, особенности выбора
В большинстве регионов России на обогрев жилых домов тратятся огромные суммы. Это заставляет домовладельцев искать дополнительные возможности в этой сфере. Энергия солнечного излучения – это экологически чистое и бесплатное тепло. Применяя современные технологии, можно использовать солнечную энергию для обогрева помещений в регионах средней и южной части России.

Как подключается котел газовый и твердотопливный в одном – особенности установки
Особенностью твердотопливных котлов является необходимость загрузки дров для поддержания тепла в приборах отопления, для этого со стороны жильцов требуется постоянное внимание. Решением проблемы в такой ситуации можно назвать подключение теплоаккумулятора, установка дополнительного котла в систему отопления  или использование одновременно двух котлов: твердотопливного и газового.

Зачем нужна чистка газовой колонки и как её прочистить правильно
Наличие природного газа в регионе проживания делает более выгодным использование водонагревателей, которые работают на этом топливе. Подобные устройства удобны в использовании, экономичны и долговечны при условии своевременного технического обслуживания. Для эффективной работы теплообменник газовой колонки требует ежегодной чистки. Такой процесс вполне можно осуществить самостоятельно, если соблюдать правила очистки газовой колонки.

Правильная регулировка батарей отопления в квартире – комфорт в доме и экономия средств
С наступлением отопительного сезона жители многоэтажных и частных жилых домов испытывают некоторые трудности с обогревом. Чтобы в каждой комнате квартиры было одинаково тепло, требуется регулировка температуры в приборах отопления.

Выбираем дрова для камина — какие лучше и практичнее
В последние годы все больше хозяев устанавливают у себя дома дровяные печи или камины. Такое решение обосновано как с практической стороны, поскольку топливо обходится сравнительно недорого, так и с точки зрения уюта – живой огонь всегда придает дому своеобразный и очень характерный комфорт. Чтобы камин работал нормально, для него нужно подбирать качественные дрова. О том, какие дрова для камина лучше, и пойдет речь в данной статье.

Как сделать отделку камина искусственным камнем – пошаговое руководство
Одним из самых распространенных облицовочных материалов для камина является искусственный камень. Популярность этого материала не случайна – у искусственного камня есть ряд положительных качеств, за которые он и ценится. Впрочем, слепо доверять популярности не стоит, ведь у любого материала есть и недостатки. В данной статье будут рассмотрены особенности искусственного камня и способы отделки камина данным материалом.

Как установить байпас в систему отопления – варианты и правила установки
В современном строительстве при обустройстве отопительных систем обязательно используется байпас. Данный элемент существенно упрощает обслуживание и ремонт любых элементов системы отопления, а также оказывает положительное влияние на эффективность и экономичность отопления. В данной статье речь пойдет о том, как правильно установить байпас в системе отопления.

Какие бывают бытовые газовые котлы отопления – виды, особенности, правила монтажа и эксплуатации
Самым популярным видом отопления на сегодняшний день является газовое, что обуславливается крайне низкой стоимостью топлива и сравнительно невысокой стоимостью отопительного оборудования. Выбор подходящего оборудования для обустройства индивидуального отопления может осложняться тем, что на рынке оно представлено в обширном многообразии. Чтобы не сталкиваться с проблемами при выборе, стоит рассмотреть бытовые газовые котлы подробнее и разобраться в характеристиках разных моделей котлов.

Как сделать подключение термостата к газовому котлу – теория и практика
Термостат представляет собой устройство, которое в автоматическом режиме регулирует работу отопительного котла. Регулировка осуществляется за счет отслеживания температуры воздуха в помещении, при изменении которой устройство повышает или снижает интенсивность отопления. Во многих современных котлах имеются интегрированные термостаты, но иногда приходится устанавливать их как дополнительное оборудование. В данной статье речь пойдет о том, как подключить термостат к газовому котлу.

Почему шумит циркуляционный насос отопления и как это исправить
В подавляющем большинстве частных домов обустраивается индивидуальная отопительная система. Такое решение является самым простым и логичным – к частным домам редко подводится централизованное отопление. К тому же, индивидуальные системы можно обустраивать по самым разным схемам и запускать отопление именно тогда, когда нужно.

Как промыть батарею отопления — инструкция
Эффективность любой, даже очень качественной отопительной системы в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это значит, что при одинаковых исходных условиях в помещение попадает намного меньше тепла, то есть оно хуже обогревается. Зачастую причиной такого явления становится засорение радиаторов. Высокая температура теплоносителя, циркулирующего по отопительному контуру, а также низкое качество воды, приводит к образованию накипи, которая оседает на стенках радиаторов. Металл, из которого сделаны батареи, со временем начинает ржаветь. Мелкие частицы ржавчины и накипи смешиваются с циркулирующей водой и засоряют систему, снижая ее теплоотдачу. Далее в материале мы расскажем, как промыть батарею отопления, чтобы повысить ее эффективность, используя для этого подручные средства и простые методы работы.

Устройство газовой котельной в частном доме – требования, нормативы
Организовывая автономную систему отопления, необходимо выделить индивидуальную площадь под установку отопительного оборудования. Газовая котельная в частном доме должна соответствовать определенным нормам безопасности, несоблюдение которых чревато серьезными последствиями.


ТеплоСпец

Как сделать подключение теплого пола к котлу – пошаговое руководство
Поскольку водяной теплый пол все чаще обустраивают в загородных домовладениях, их владельцам не помешает знать, как правильно подключить такую систему теплоснабжения к газовому котлу. Если нет желания самостоятельно выполнять такую работу, знание нюансов поможет следить за ходом выполнения монтажа и запуска отопительного оборудования.

Как запустить теплый водяной пол правильно – последовательность и порядок действий
В последние годы теплый пол стал более востребованным у владельцев загородных домов. Но его первое включение является ответственной процедурой. Не все хозяева объектов недвижимости знают, как запустить теплый водяной пол правильно. Ввод его  в эксплуатацию состоит из нескольких этапов.

Как рассчитать площадь окраски чугунных радиаторов отопления
Чугунные батареи, прослужившие много лет, портят интерьер помещения  непривлекательным внешним видом. Дело в том, что со временем масляная краска на этих отопительных приборах начинает выцветать, слоиться и покрываться трещинами. Чтобы отреставрировать их поверхность, необходимо знать площадь чугунного радиатора отопления для покраски.

Какие алюминиевые радиаторы лучше – виды батарей из алюминия
Алюминиевые радиаторы обладают достойным внешним видом, у них доступная стоимость, а по степени теплоотдачи они занимают лидирующую позицию среди радиаторов, устанавливаемых в объектах недвижимости.

Как сделать буржуйку – варианты самодельных печей
Несложная в изготовлении печь — буржуйка зарекомендовала себя как эффективный отопительный агрегат, который широко используют для обогрева дачных построек, гаражей, возводимых строений разного назначения и других объектов недвижимости. Она является достойной альтернативой полноценной системы теплоснабжения.

Какая бывает термостойкая штукатурка для печей и каминов – виды огнеупорных смесей
В холодные зимние вечера приятно провести время около горящего очага. Но, чтобы он был безопасным в эксплуатации и являлся гармоничным украшением интерьера комнаты, необходимо использовать специально предназначенную для оштукатуривания печей и каминов смесь, которую называют жаропрочной, огне- и термостойкой.

Как рассчитать диаметр трубы для отопления – варианты и способы
Перед обустройством системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией рабочей среды необходимо выбрать трубы. Их основной задачей является доставка определенного количества тепловой энергии к радиаторам. Поэтому надо понимать, как для отопления подобрать диаметр трубы, чтобы жить в доме было комфортно.

Какой камин для отопления загородного дома выбрать – виды, особенности
Поскольку современный камин является мощным агрегатом, с его помощью можно даже обогревать собственное домовладение. Безусловно, он по своей эффективности будет уступать системе теплоснабжения, работающей на газовом котле. Чаще всего камин для отопления загородного дома используют исключительно в качестве дополнительного источника теплой энергии.

Какие бывают солнечные системы отопления – виды, характеристики, особенности выбора
В большинстве регионов России на обогрев жилых домов тратятся огромные суммы. Это заставляет домовладельцев искать дополнительные возможности в этой сфере. Энергия солнечного излучения – это экологически чистое и бесплатное тепло. Применяя современные технологии, можно использовать солнечную энергию для обогрева помещений в регионах средней и южной части России.

Как подключается котел газовый и твердотопливный в одном – особенности установки
Особенностью твердотопливных котлов является необходимость загрузки дров для поддержания тепла в приборах отопления, для этого со стороны жильцов требуется постоянное внимание. Решением проблемы в такой ситуации можно назвать подключение теплоаккумулятора, установка дополнительного котла в систему отопления  или использование одновременно двух котлов: твердотопливного и газового.

Зачем нужна чистка газовой колонки и как её прочистить правильно
Наличие природного газа в регионе проживания делает более выгодным использование водонагревателей, которые работают на этом топливе. Подобные устройства удобны в использовании, экономичны и долговечны при условии своевременного технического обслуживания. Для эффективной работы теплообменник газовой колонки требует ежегодной чистки. Такой процесс вполне можно осуществить самостоятельно, если соблюдать правила очистки газовой колонки.

Правильная регулировка батарей отопления в квартире – комфорт в доме и экономия средств
С наступлением отопительного сезона жители многоэтажных и частных жилых домов испытывают некоторые трудности с обогревом. Чтобы в каждой комнате квартиры было одинаково тепло, требуется регулировка температуры в приборах отопления.

Выбираем дрова для камина — какие лучше и практичнее
В последние годы все больше хозяев устанавливают у себя дома дровяные печи или камины. Такое решение обосновано как с практической стороны, поскольку топливо обходится сравнительно недорого, так и с точки зрения уюта – живой огонь всегда придает дому своеобразный и очень характерный комфорт. Чтобы камин работал нормально, для него нужно подбирать качественные дрова. О том, какие дрова для камина лучше, и пойдет речь в данной статье.

Как сделать отделку камина искусственным камнем – пошаговое руководство
Одним из самых распространенных облицовочных материалов для камина является искусственный камень. Популярность этого материала не случайна – у искусственного камня есть ряд положительных качеств, за которые он и ценится. Впрочем, слепо доверять популярности не стоит, ведь у любого материала есть и недостатки. В данной статье будут рассмотрены особенности искусственного камня и способы отделки камина данным материалом.

Как установить байпас в систему отопления – варианты и правила установки
В современном строительстве при обустройстве отопительных систем обязательно используется байпас. Данный элемент существенно упрощает обслуживание и ремонт любых элементов системы отопления, а также оказывает положительное влияние на эффективность и экономичность отопления. В данной статье речь пойдет о том, как правильно установить байпас в системе отопления.

Какие бывают бытовые газовые котлы отопления – виды, особенности, правила монтажа и эксплуатации
Самым популярным видом отопления на сегодняшний день является газовое, что обуславливается крайне низкой стоимостью топлива и сравнительно невысокой стоимостью отопительного оборудования. Выбор подходящего оборудования для обустройства индивидуального отопления может осложняться тем, что на рынке оно представлено в обширном многообразии. Чтобы не сталкиваться с проблемами при выборе, стоит рассмотреть бытовые газовые котлы подробнее и разобраться в характеристиках разных моделей котлов.

Как сделать подключение термостата к газовому котлу – теория и практика
Термостат представляет собой устройство, которое в автоматическом режиме регулирует работу отопительного котла. Регулировка осуществляется за счет отслеживания температуры воздуха в помещении, при изменении которой устройство повышает или снижает интенсивность отопления. Во многих современных котлах имеются интегрированные термостаты, но иногда приходится устанавливать их как дополнительное оборудование. В данной статье речь пойдет о том, как подключить термостат к газовому котлу.

Почему шумит циркуляционный насос отопления и как это исправить
В подавляющем большинстве частных домов обустраивается индивидуальная отопительная система. Такое решение является самым простым и логичным – к частным домам редко подводится централизованное отопление. К тому же, индивидуальные системы можно обустраивать по самым разным схемам и запускать отопление именно тогда, когда нужно.

Как промыть батарею отопления — инструкция
Эффективность любой, даже очень качественной отопительной системы в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это значит, что при одинаковых исходных условиях в помещение попадает намного меньше тепла, то есть оно хуже обогревается. Зачастую причиной такого явления становится засорение радиаторов. Высокая температура теплоносителя, циркулирующего по отопительному контуру, а также низкое качество воды, приводит к образованию накипи, которая оседает на стенках радиаторов. Металл, из которого сделаны батареи, со временем начинает ржаветь. Мелкие частицы ржавчины и накипи смешиваются с циркулирующей водой и засоряют систему, снижая ее теплоотдачу. Далее в материале мы расскажем, как промыть батарею отопления, чтобы повысить ее эффективность, используя для этого подручные средства и простые методы работы.

Устройство газовой котельной в частном доме – требования, нормативы
Организовывая автономную систему отопления, необходимо выделить индивидуальную площадь под установку отопительного оборудования. Газовая котельная в частном доме должна соответствовать определенным нормам безопасности, несоблюдение которых чревато серьезными последствиями.


как выпустить воздух из батареи правильно, как спускать, выпуск, стравить, как стравливать

Содержание:

Если в осенне-зимний сезон батареи остаются холодными или еле теплыми, скорее всего, система теплоснабжения завоздушена. В любом случае, для владельца недвижимости не будет лишней информация, как спускать воздух с батарей отопления, чтобы не допустить ситуаций, когда функционирование оборудования малоэффективно.


Специалисты советуют: перед тем, как запустить в работу систему обогрева, ее необходимо правильно подготовить. Если в многоквартирных зданиях данную процедуру выполняют сотрудники коммунальных служб, то хозяевам частного сектора приходится обеспечивать себя теплом самостоятельно.

Опасность наличия воздушной пробки в батареях

Когда в приборе появляется завоздушина, это говорит о том, что с теплоснабжением  возникнут проблемы, и нужно немедленно решить вопрос, как спустить воздух из радиатора отопления. Лишний воздух станет преградой для нормальной работы системы обогрева. Кроме этого, на стенках батарей начнется коррозийный процесс.

Если в отопительный контур вмонтирован циркуляционный насос, воздушная пробка, скорее всего, нарушит и его работу. Если система работает правильно, расположенные на валу насосного оборудования подшипники скольжения будут постоянно находиться в рабочей среде.


При завоздушивании появляется эффект «сухого трения», отрицательно влияющий на скользящие кольца, что выведет вал из строя. Поэтому так важно знать, как правильно стравливать воздух из батареи. Если предпринять необходимые меры вовремя, удастся не допустить повреждения теплоснабжающей конструкции.

Как определить наличие воздушной пробки

Прежде чем приступить к выпуску воздуха из радиатора отопления, в первую очередь нужно разобраться с причиной его появления в контуре.

Обычно завоздушивание происходит:

  • после неправильно выполненного наполнения системы теплоносителем;
  • когда при монтаже были допущены ошибки;
  • если в контуре недостаточное давление, или теплоноситель низкого качества, в котором присутствует растворенный кислород.

Также причинами возникновения воздушной пробки может быть:

  • неплотное соединение элементов системы, в результате чего прибор засасывает воздух извне;
  • отсутствие воздухоотводчика или он установлен, но некорректно функционирует;
  • проведение ремонтных работ, связанных с заменой радиаторов, стояков, запорных элементов, в результате которых в систему попал воздух.


О наличии завоздушивания свидетельствуют следующие признаки:

  • присутствие в радиаторе булькающих и шипящих звуков;
  • понижение степени обогрева;
  • неравномерность нагрева секций – в участках, где собрался воздух, они могут быть холодными.

Вышеперечисленные ситуации случаются нередко, и с подобными проблемами сталкиваются все хозяева квартир или частных домов. Поэтому так важно разбираться с тем, как выпустить воздух из батареи отопления, ведь это можно сделать собственными силами. Как показывает практика, обычно воздушная пробка появляется в радиаторах, находящихся на верхних этажах здания.

Но иногда причина завоздушивания связана с установкой некачественного обогревательного прибора, и тогда после стравливания воздуха проблема будет появляться вновь и вновь. Дело в том, что встречаются материалы изготовления батарей, способствующие появлению газов. В этом случае проблема решается только покупкой нового радиатора.

Спуск воздуха из радиаторов отопления

До того, как спустить воздух из радиатора и из системы, необходимо ознакомиться с особенностями этой процедуры и приготовить инструменты и материалы. Важно понимать, как стравить воздух из батареи правильно. Нужно иметь в распоряжении особый ключ, который поможет открыть воздушный клапан на батарее. Лучше всего для такой работы подходит радиаторный ключ – его можно купить в хозяйственном магазине.

Если предстоит работа с современной батареей, тогда подойдет простая отвертка. Также следует приготовить емкость для слива теплоносителя и несколько тряпок на случай возникновения непредвиденной ситуации.


Инструкция по правильному спуску воздуха с батареи:

  1. Сначала осматривают батарею и находят небольшой клапан (кран Маевского). Располагается он в верхней части прибора, иногда таких устройств бывает несколько.
  2. Откручивают кран до тех пор, пока не раздастся шипение воздуха. Действовать необходимо осторожно и плавно.
  3. Под клапан подставляют емкость.
  4. Следует дождаться, пока весь скопившийся воздух не выйдет наружу. Об этом свидетельствует тонкая струйка воды, которая прекратила пузыриться. По мнению некоторых специалистов, нужно сливать примерно 2 – 3 ведра после того, как теплоноситель начнет стекать без газов. Это нужно для перестраховки, чтобы не проводить данную процедуру повторно.
  5. Клапан закручивают обратно.

Кроме крана Маевского, стравить воздух из батареи можно с помощью автоматизированных воздухоотводчиков. Они предназначаются для теплоснабжающих систем и удаляют пробки самостоятельно.

Эти устройства отличаются компактностью и надежностью, но нужно соблюдать осторожность, ведь клапаны находятся без присмотра, и даже незначительное нарушение процесса может привести к подтоплению подвала или чердака.


Иногда возникают ситуации, когда при монтаже отопительной системы не были установлены специальные изделия, предназначенные для устранения завоздушивания. Чтобы выпустить из прибора лишний воздух, требуется газовый или разводной ключ для откручивания заглушки.

Делать эту работу нужно неспешно. Если заглушка не откручивается, а такие ситуации чаще всего происходят с чугунными радиаторами, на резьбу следует нанести особую смазку. Через время попытку повторяют. После того, как удалось открутить заглушку, действуют точно также, как с обычным краном.

В завершении работы пробку возвращают на место, не забыв намотать на резьбу лен или ФУМ ленту, что позволит не допустить подтеканий и обеспечит герметичность соединения.

Если воздух собрался в системе обогрева частного дома, спуск теплоносителя делают при помощи расширительного бачка. Эта емкость располагается в наивысшей точке теплоснабжающей конструкции. После спуска воды, следует немного обождать, затем открутить кран на баке.


Как правило, при повышении температуры в батарее, воздушная пробка удаляется самостоятельно. Если произведенные действия завершились безрезультатно, то воду в отопительном контуре нужно довести до кипения и тогда воздух непременно выйдет.

Зная, как спустить воздух с батареи отопления и системы, можно избежать возникновения множества проблем. В целях профилактики, подобную процедуру следует проводить перед началом отопительного периода. По мнению специалистов, двух раз (для проверки и контроля) будет достаточно. Если в конструкции обнаружены дефекты или поломки, то количество спусков бывает больше.

Если в квартире установлены алюминиевые радиаторы, то до запуска отопительной системы следует произвести спуск воды, благодаря чему срок эксплуатации приборов увеличится в разы.

Профилактические мероприятия

Безусловно, знать, как правильно стравливать воздух из батареи, необходимо. Но гораздо лучше, чтобы завоздушивание системы происходило как можно реже. Для предупреждения возникновения данной проблемы, нужно установить воздухоотводчик.

Воздухосборники для отопительных систем бывают двух видов:

  • ручными – кран Маевского;
  • поплавковыми – автоматическими.

Каждое из этих устройств можно устанавливать в любом месте, где имеется опасность возникновения воздушной пробки. У крана Маевского традиционная конфигурация, а автовоздушники могут быть в угловом или прямом исполнении.

Чтобы не решать поспешно проблему, как выпустить воздух из радиатора и развоздушить систему теплоснабжения, надо обязательно смонтировать на каждом радиаторе воздухоотводчик.


Устройство ручного типа позволяет легко устранить воздушную пробку, обычно его размещают с торцевой стороны батареи. Для этого нужно иметь специальный ключ. Производительность у ручного воздухоотводчика небольшая, поэтому его используют для отопительных систем, эксплуатируемых в домашних условиях.

Воздухоотводчики второго типа работают в автоматическом режиме. При их применении ничего не требуется откручивать или открывать, поскольку устройство все делает самостоятельно. Устанавливать его следует строго в вертикальном или горизонтальном положении.

Но у автоматического клапана, предназначенного для спуска из отопительной системы лишнего воздуха, имеется недостаток – он обладает высокой чувствительностью к различным загрязнениям. Поэтому его качественную работу может обеспечить дополнительно установленный фильтр, который защитит устройство от них.

Если в теплоснабжающей конструкции собрался воздух, непременно следует определить причину появления данной проблемы, особенно если раньше подобных ситуаций не было. Главное при этом — не только устранить воздушную пробку, но и принять все необходимые меры, чтобы она вновь не появилась.

В первую очередь надо проверить обогревательный прибор на герметичность, возможно, потребуется где-то подтянуть болты, поменять гайки, более качественно обработать места стыков. Бывают случаи, когда неправильно смонтирован воздухоотводчик или автоматический воздушный сепаратор поломался.

Подведение итогов

Следует отметить, что проблема, связанная с завоздушиванием системы теплоснабжения, на сегодняшний день довольно актуальна. Она часто возникает как в частных домах, так и в городских многоэтажных зданиях. Причин образования воздушных пробок бывает много.


Как уже говорилось, очень важно разобраться, почему они появились и знать, как правильно спустить воздух с батареи, чтобы в будущем подобные ситуации не возникали. Установив специальный прибор – воздухоотводчик, можно забыть о данной проблеме, и тем самым продлить срок эксплуатации отопительной системы.

Способы и советы как стравить воздух из батареи

Перед началом отопительного сезона нередко возникает проблема завоздушенности системы. Это приводит к частичному или полному блокированию контуров отопления для протечки теплоносителя по ним. Вследствие чего батареи не нагреваются. Также эта проблема часто встречается в многоквартирных домах, построенных по старым проектам. В них, как правило, не установлены и не предусмотрены вообще автоматические воздухоотводчики. И тогда возникает вопрос: «Как спустить воздух из батареи в многоквартирном доме?» Обычно при включении центральной системы отопления работники ЖКХ самостоятельно обходят все квартиры в таких домах и спускают воздух. Но если этого не происходит, то, наверное, про Вас забыли. И тогда необходимо дело брать в свои руки. Звонить в ЖКХ или собственноручно спустить воздух.

Воздух в квартире

Итак, как выпустить воздух из батареи в квартире? Если в вашей квартире холодно, хотя соседи снизу не знают, куда деться от жары. То скорее всего у Вас присутствует воздух в батареях отопления. Чтобы его спустить, необходимо открыть специально предназначенный для этого клапан. Он обычно находится вверху над коном в домах с радиаторами, встроенными в стены. Чтобы его открыть понадобится специальный ключ, который можно изготовить самостоятельно. В новых же домах радиаторы находятся внутри квартиры и на них имеются так называемые краны Маевского. Он представляет собой гайку с болтом по средине. Болт имеет конусовидную форму и закрывает отверстие для выхода воздуха.

Необходимо помнить о том, что в многоквартирных домах давление очень высокое, поэтому сильно выкручивать штуцер нельзя. Все действия выполняются медленно и максимально осторожно.                  

Воздух в частном доме

 

Расширительный бачок

В частном доме все намного проще, потому что система отопления автономная. При необходимости всегда можно ее на время выключить. Тем более, что для эффективного удаления воздуха в системе это как раз рекомендуется делать. Воздушная пробка в батарее отопления в частном доме может возникнуть по двум причинам:

  1. Некачественное удаление воздуха после последнего ремонта. После проведения всех видов ремонтов с отопительной системой необходимо с каждого радиатора производить его спуск. Но если пробка находилась достаточно далеко от клапана, то возможно просто не дождались ее выхода.
  2. Химические процессы в радиаторах, а завоздушенность – это газовые образования. При некачественном литье радиатора со множеством раковин не только теряется прочность радиатора, но и снижается эффективность его теплообмена.

Почему не греют батареи видео, поможет разобраться в этом вопросе.

Способы удаления воздуха

В зависимости от типа отопительной системы можно выделить и несколько способов избавления от воздуха в батареях:

Кран Маевского

При осуществлении спуска воздуха из батарей в системе с принудительной циркуляцией бойлер или котел рекомендуется отключить. Потому что при открытии клапана из-за достаточно высокого давления (0,8-1,5 атмосферы) воздуха в нее может попасть еще больше, и он может оказаться и в других радиаторах.          

Чтобы стравить воздух из батареи необходимо открыть клапан, как правило, устанавливается клапан Маевского, а под его отвод подставить небольшую емкость. Туда в процессе спуска воздуха будет вытекать и вода. Сегодня имеются клапана разного типа и даже универсальные. Чтобы их открыть необходимо иметь при себе обычную плоскую отвертку или специальный 4-х гранный ключ. Он свободно продается, а также имеется в комплекте для радиаторов. Рекомендуется сливать не менее 200 г воды, это позволит выйти всему воздуху, который мог попасть в радиатор. После проведения профилактики в системе давление упадет и его необходимо поднять до нужного уровня. При использовании котлов марки Ariston требуется давление от 1,5 до 2 атмосфер. Его же достаточно для отопления коттеджа.

Спустить воздух с батареи через клапан (видео)

Жители частных домов и обитатели городских квартир регулярно сталкиваются с проблемой завоздушенных батарей. Особенно часто это явление возникает в начале отопительного сезона или при проведении ремонтных работ. Конечно, можно вызвать сантехника из управляющей компании, но, возможно, прождать его придется довольно долго. Как спустить воздух из батареи самостоятельно и восстановить работоспособность отопительной системы?

Признаки наличия воздушной пробки

Понять, что в батарее скопился воздух, можно по нескольким признакам:

  • Неравномерное нагревание радиаторов. Это может касаться отдельной батареи или всей системы обогрева квартиры. В первом случае не будет нагреваться завоздушенная часть радиатора. Во втором – пробка будет мешать нормальной циркуляции теплоносителя по системе, отчего одни батареи будут горячими, а другие – существенно холоднее.
  • Шипение или бульканье в радиаторах – явный признак наличия в них избыточного количества воздуха.

Чем опасен воздух в батарее?

Прежде чем разбираться, как выпустить воздух из батареи, следует понять, как он туда попал и чем опасен.

Помимо снижения эффективности отопления, появление воздуха в батареях может привести к следующим проблемам:

  • Металл, из которого изготовлены радиаторы, при контакте с воздухом более подвержен коррозии. Поэтому существенно снижается срок службы элементов системы отопления.
  • Разница в температуре различных элементов трубопровода может привести к его разрушению.
  • Существенно снижается ресурс работы циркуляционного наноса. В обычных условиях его подшипники находятся в воде, при попадании воздуха существенно увеличивает трение, приводя к поломке прибора.

Причины завоздушенности батарей

Причин попадания воздуха в систему может быть несколько:

  • В многоквартирном доме чаще всего это случается при заполнении системы теплоносителем. По правилам процесс должен осуществляться довольно медленно, с постоянным стравливанием воздуха, но в действительности не всегда так.
  • Неполная герметичность отопительной системы. В этом случае придется стравливать воздух постоянно, пока не будут устранены недостатки.
  • Проведение различного рода ремонтных работ. Если производился хотя бы частичный разбор труб, какое-то количество воздуха неизбежно попадет внутрь. Поэтому после таких мероприятий следует обязательно спустить воздух из батареи отопления.
  • Низкое качество теплоносителя: повышенное содержание растворенного в воде воздуха со временем может привести к образованию воздушной пробки.

Устранение воздушной пробки

Стравить воздух из батареи поможет специальный клапан, расположенный обычно на ее торце. В старых моделях понадобится радиаторный ключ. В современных моделях установлен кран Маевского, для работы с которым хватит простой отвертки или специального маленького металлического или пластикового ключика, который можно купить в хозяйственном или строительном магазине..

Последовательность действий следующая:

  • К радиатору нужно подставить достаточно вместительную емкость. При стравливании воздуха из батареи обязательно выделится какое-то количество воды. Лучше не допускать ее попадания на пол.
  • В фильмах и в жизни можно наблюдать стравливающих воду сантехников, мокрых с головы до ног. Действительно, эта операция может сопровождаться разбрызгиванием воды, находящейся в системе под давлением. Это не только неприятно, но и может нанести вред отделке стен или мебели. Решить проблему довольно просто: надо повесить на клапан тряпочку, которая задержит все брызги, и вода спокойно стечет в ведро или тазик.
  • Ключом или отверткой аккуратно откручиваем клапан до тех пор, пока не послышится четкое шипение выходящего воздуха.

  • По мере стравливания начнет капать вода. Надо дождаться, пока она не польется тонкой струйкой. Кран можно закрывать, как только в этой струе перестанет пузыриться воздух. Обычно эта операция занимает 5–7 минут.

Совет. Если вы не хотите повторять процедуру стравливания воздуха слишком часто, то последуйте советам профессионалов и слейте минимум 2–3 ведра воды. Это даст гарантию, что воздух из радиатора удален полностью.

Наглядно представить себе эту операцию поможет видео.

[smartcontrol_youtube_shortcode key=»спускаем воздух с батареи» cnt=»2″ col=»2″ shls=»true»]

Очень удобное устройство – автоматический воздухоотводчик. Здесь процедура происходит без всякого участия человека: при скапливании воздуха опускается поплавок, закрывающий спускное отверстие. После развоздушивания поплавок возвращается на место. Существенный недостаток таких устройств – повышенные требования к качеству теплоносителя. Поэтому в многоквартирных домах с централизованным отоплением их устанавливают редко, так как они довольно быстро выходят из строя.

А если нет спускного клапана?

Иногда спускного клапана на радиаторе нет. Обычно это касается старых чугунных батарей, где его роль играет заглушка. В этом случае работа усложняется, но не настолько, чтобы было невозможно выполнить ее самостоятельно.

  • Надо запастись газовым или разводным ключом, с помощью которого можно будет отвернуть заглушку.

Важно! Обязательно надо перекрыть доступ теплоносителя к радиатору из стояка. Это делается на случай, если заглушка вывернется полностью. Напор воды тогда просто не позволит вставить ее на место, и это обернется подтоплением соседей.

  • Основная проблема заключается в том, что обычно заглушку мешает отвернуть толстый слой краски и затвердевшей пакли. Решить ее можно при помощи керосина или смазки для резьбы. Наносим ее на соединение и ждем 15–20 минут.
  • Аккуратно поворачиваем заглушку и спускаем воздух так же, как и в случае с краном Маевского. Не забываем про емкость для воды и про тряпочку, предотвращающую разбрызгивание.
  • При закрутке заглушки обратно следует не забыть нанести на резьбу уплотнитель, например ленту ФУМ, чтобы исключить подтекание батареи в дальнейшем.

Для облегчения этой непростой задачи многие хозяева в прошлом ставили на место заглушки обычный кран. Эстетики он не добавлял, но процедуру облегчал значительно.

В частных домах для устранения пробки воздуха используют расширительный бачок. После спуска воды на нем открывается кран, и в большинстве случаев пробка исчезает. Если этого не произошло, рекомендуют повысить температуру в доме так, чтобы теплоноситель закипел. Тогда проблема завоздушивания точно исчезнет.

Для гарантии достаточно провести процедуру стравливания лишнего воздуха для всех батарей дважды. После чего система отопления будет функционировать нормально.

Как стравить воздух из системы отопления самостоятельно

Как стравить воздух из системы отопления

Разделы статьи:

Ещё перед началом морозов, очень важно проверить работоспособность системы отопления. Сюда входят: запитка труб теплоносителем, сброс воздуха с батарей и проверка их на отсутствие течей.

И если с первым и последним вопросами, как правило, проблем не возникает, то вот как стравить воздух из системы отопления знают не все. В особенности это касается старых советских батарей, на которых ранее не предусматривалась установка кранов маевского.

Как стравить воздух из системы отопления

Со стравливанием воздуха в новой отопительной системе, проблем не возникает. Для осуществления данного процесса всего лишь нужно иметь такое приспособление, как ключ маевского. Им то и открывается заветный краник сверху радиатора, для развоздушивания системы отопления.

Совсем по-другому дело обстоит в тех случаях, когда на батареях, в особенности советских образцов, эти самые краны маевского не стоят. Что делать в данном случае? Как стравить воздух с батарей отопления?


Те люди, которые хоть раз в жизни столкнулись с данной проблемой, наверняка уже установили на старые чугунные батареи, обычные шаровые краны. При наступлении отопительного сезона и после запитки системы отопления, они быстро и легко сбрасывают с неё воздух при помощи установленных ранее кранов.

Если же ничего подомного в вашей отопительной системе не предусмотрено, то действовать следует по обстоятельствам. Каким? Читайте ниже.

Как спустить воздух из чугунной батареи

Итак, перед вами чугунная батарея, без кранов маевского и каких-либо других. Это одоробло, уже пора давно заменить, поскольку и теплоотдача у неё небольшая, да и внешний вид порой пугает своей невзрачностью.

Однако, возвращаясь к главному вопросу о стравливании воздуха с чугунной батареи, нужно заметить, что процесс этот весьма и весьма нелёгок. Во-первых, потребуется газовый ключ или набор разводных ключей, для того чтобы открутить накидную гайку, которая должна соединять трубу с батареей отопления.


Бывает и такое, что труба намертво приварена к муфте или ещё чего хуже, посажена на бинт с краской, поскольку раньше такое широко практиковалось, наверное, из-за дефицита пакли. В таком случае, лучше сразу переделать радиатор отопления, вставив в него вместо глухих заглушек другие, с отверстиями под кран маевского.

Если же гайка на крайнем радиаторе в системе отопления имеется, то, достаточно выкрутив её, спустить некоторое количество холодной воды, до тех пор, пока не начнёт поступать теплая. Так чугунные батареи отопления будут полностью развоздушены, а их теплоотдача значительно повысится.

Всесторонний обзор последних достижений в области алюминиево-воздушных батарей

https://doi.org/10.1016/j.gee.2017.06.006Получить права и содержание

Аннотация

Алюминиево-воздушная батарея считается привлекательным кандидатом в качестве источник энергии для электромобилей (электромобилей) из-за его высокой теоретической плотности энергии (8100 Вт · ч · кг −1 ), которая значительно выше, чем у современных литий-ионных батарей (LIB). Однако некоторые технические и научные проблемы, препятствующие широкомасштабному развитию алюминиево-воздушных аккумуляторов, еще не решены.В этом обзоре мы представляем основные положения, проблемы и последние достижения в технологии алюминиево-воздушных батарей от алюминиевого анода, воздушного катода и электрокатализаторов до электролитов и ингибиторов. Во-первых, рассмотрено легирование алюминия элементами из переходных металлов и показано, что оно снижает самокоррозию алюминия и улучшает характеристики батареи. Кроме того, для катода особое внимание уделяется обширным исследованиям электрокаталитических материалов для восстановления / выделения кислорода, включая Pt и сплавы Pt, катализаторы на основе неблагородных металлов и углеродсодержащие материалы на воздушном катоде.Кроме того, в качестве электролита обсуждается применение водных и неводных электролитов в алюминиево-воздушных батареях. Между тем, также исследуется добавление в электролит ингибиторов для улучшения электрохимических характеристик. Наконец, предлагаются проблемы и направления будущих исследований для дальнейшего развития алюминиево-воздушных батарей.

Графический реферат

  1. Загрузить: Загрузить изображение в высоком разрешении (322 КБ)
  2. Загрузить: Загрузить полноразмерное изображение
В этой всеобъемлющей обзорной статье мы представляем различные точки зрения основных принципов, проблем и последних достижений в Технология алюминиево-воздушных батарей от алюминиевого анода, воздушного катода и электрокатализаторов до электролитов и ингибиторов.Кроме того, также предлагаются проблемы и потенциальные направления исследований в отношении воздушно-алюминиевых батарей.

Ключевые слова

Алюминий-воздушный аккумулятор

Алюминиевый анод

Воздушный катод

Реакция восстановления кислорода

Электролиты

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2017 Институт Технологии Китайской Академии Наук. Издательские услуги Elsevier B.V. от имени KeAi Communications Co., Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Кремний-воздушные батареи: прогресс, приложения и проблемы

  • 1.

    Zhang X, Wang XG, Xie Z, Zhou Z (2018) Последние достижения в области перезаряжаемых щелочно-металлических батарей. Green Energy Environ 1 (1): 4–17

    Google ученый

  • 2.

    Fu J, Cano ZP, Park MG, Yu A, Fowler M, Chen Z (2018) Электрически перезаряжаемые воздушно-цинковые батареи: прогресс, проблемы и перспективы. Adv Mater 29 (7): 1604685

    Google ученый

  • 3.

    Rinaldi A, Wang Y, Tan KS, Wijaya O, Yazami R (2015) Воздушно-литиевые батареи для средних и крупных аккумуляторов энергии.В: Достижения в аккумуляторных батареях для средних и крупных накопителей энергии. pp 387–440

  • 4.

    Zhang T, Tao Z, Chen J (2014) Магниево-воздушные батареи: от принципа к применению. Матери Горизонт 1 (2): 196–206

    Google ученый

  • 5.

    Li Y, Lu J (2017) Металло-воздушные батареи: станут ли они предпочтительным электрохимическим накопителем энергии в будущем? ACS Energy Lett 2 (6): 1370–1377

    Google ученый

  • 6.

    Hamlen RP, Hoge WH, Hunter JA, O’Callaghan WB (1991) Применение алюминиево-воздушных батарей. IEEE Aerosp Electron Syst Mag 6 (10): 11–14

    Google ученый

  • 7.

    Peng H, Xu Y, Pan J, Zhao Y, Wang L, Shi X (2018) Гибкие металло-воздушные батареи: основы и приложения. В кн .: Металло-воздушные батареи. стр. 367–396

  • 8.

    Дас С.К., Лау С., Арчер Л.А. (2014) Натриево-кислородные батареи: новый класс металл-воздушных батарей.J Mater Chem A 2 (32): 12623

    Google ученый

  • 9.

    Blurton KF, Sammells AF (1979) Металлические / воздушные батареи: их состояние и потенциал: обзор. J Power Sources 4 (4): 263–279

    Google ученый

  • 10.

    Гиришкумар Г., Макклоски Б., Лунц А.С., Суонсон С., Вилке В. (2010) Литий-воздушная батарея: перспективы и проблемы. J Phys Chem Lett 1 (14): 2193–2203

    Google ученый

  • 11.

    Крайцберг А., Эйн-Эли Ю. (2011) Обзор литий-воздушных аккумуляторов — возможности, ограничения и перспективы. J Источники энергии 196 (3): 886–893

    Google ученый

  • 12.

    Ли Дж. С., Тай Ким С., Цао Р., Чой Н. С., Лю М., Ли К. Т., Чо Дж. (2010) Металло-воздушные батареи с высокой плотностью энергии: Li-воздух по сравнению с Zn-воздухом. Adv Energy Mater 1 (1): 34–50

    Google ученый

  • 13.

    Ван Т., Кемпген М., Ноппхаван П., Ви Г., Мхайсалкар С., Сринивасан М. (2010) Углеродные нанотрубки, декорированные серебряными наночастицами, в качестве бифункциональных газодиффузионных электродов для воздушно-цинковых батарей.J Источники энергии 195 (13): 4350–4355. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.12.137

    Артикул Google ученый

  • 14.

    Li CS, Sun Y, Gebert F, Chou SL (2017) Текущий прогресс в области перезаряжаемых магниево-воздушных батарей. Adv Energy Mater 7 (24): 1700869

    Google ученый

  • 15.

    Mohamad AA, Mohamed NS, Alias ​​Y, Arof AK (2003) Механически легированный Mg2Ni для металлгидридно-воздушной вторичной батареи.J Power Sources 115 (1): 161–166

    Google ученый

  • 16.

    Дурмус Ю.Е. (2018) Исследование и разработка ресурсосберегающей металл-воздушной батареи: кремний-воздух. M.Sc. диссертация, RWTH Aachen University, Германия

  • 17.

    Кон Г., Старосвецкий Д., Хагивара Р., Макдональд Д. Д., Эйн-Эли Й. (2009) Кремниево-воздушные батареи. Electrochem Commun 11 (10): 1916–1918

    Google ученый

  • 18.

    Джейкс П., Кон Г., Эйн-Эли Й, Шейба Ф, Эренберг Х, Эйхель Р. А. (2012) Ограничение разрядной емкости и механизмы дезактивации воздушного электрода в кремний-воздушных батареях. Chemsuschem 5 (11): 2278–2285

    Google ученый

  • 19.

    Cohn G, Ein-Eli Y (2010) Исследование и разработка неводных кремний-воздушных батарей. J Power Sources 195 (15): 4963–4970

    Google ученый

  • 20.

    Teki R, Datta MK, Krishnan R, Parker TC, Lu TM, Kumta PN, Koratkar N (2009) Наноструктурированные кремниевые аноды для литий-ионных аккумуляторных батарей. Малый 5 (20): 2236–2242

    Google ученый

  • 21.

    Szczech JR, Jin S (2011) Наноструктурированный кремний для анодов литиевых батарей большой емкости. Energy Environ Sci 4 (1): 56–72

    Google ученый

  • 22.

    Ge M, Rong J, Fang X, Zhou C (2012) Пористые легированные кремниевые нанопроволоки для анода литий-ионной батареи с длительным сроком службы.Nano Lett 12 (5): 2318–2323

    Google ученый

  • 23.

    Чжун Х, Чжан Х, Лю И, Бай Дж, Ляо Л., Хуанг И, Дуань Х (2011) Кремниево-воздушная батарея большой емкости в щелочном растворе. Chem Sus Chem 5 (1): 177–180

    Google ученый

  • 24.

    Чжун X, Цюй Y, Лин YC, Liao L, Duan X (2011) Раскрытие пути формирования нанопроволок монокристаллического пористого кремния. Интерфейсы ACS Appl Mater 3 (2): 261–270

    Google ученый

  • 25.

    Xue M, Zhong X, Shaposhnik Z, Qu Y, Tamanoi F, Duan X, Zink JI (2011) Механизированные наночастицы пористого кремния с регулируемым pH. J Am Chem Soc 133 (23): 8798–8801

    Google ученый

  • 26.

    Qu Y, Liao L, Li Y, Zhang H, Huang Y, Duan X (2009) Электропроводящие и оптически активные нанопроволоки из пористого кремния. Nano Lett 9 (12): 4539–4543

    Google ученый

  • 27.

    Qu Y, Zhong X, Li Y, Liao L, Huang Y, Duan X (2010) Фотокаталитические свойства нанопроволок пористого кремния.J Mater Chem 20 (18): 3590

    Google ученый

  • 28.

    Durmus YE, Jakobi S, Beuse T, Aslanbas Ö, Tempel H, Hausen F, Kungl H (2017) Влияние типа примеси и ориентации кремниевых анодов на характеристики, эффективность и коррозию кремний-воздушных ячеек с Электролит EMIm (HF) 2.3F. J Electrochem Soc 164 (12): A2310 – A2320

    Google ученый

  • 29.

    Дурмус Ю.Е. (2018) Исследование и разработка ресурсосберегающей металл-воздушной батареи: кремний-воздух, М.С. диссертация

  • 30.

    Ченг Х., Скотт К. (2010) Нанокатализаторы оксида марганца на углеродной основе для перезаряжаемых литий-воздушных батарей. J Power Sources 195 (5): 1370–1374

    Google ученый

  • 31.

    Сяо Дж., Ван Д., Сюй В., Ван Д., Виллифорд Р. Э., Лю Дж., Чжан Дж. Г. (2010) Оптимизация воздушного электрода для литий-воздушных аккумуляторов. J Electrochem Soc 157 (4): A487

    Google ученый

  • 32.

    Yang X, He P, Xia Y (2009) Приготовление мезоячеистой углеродной пены и ее применение для литиево-кислородной батареи. Electrochem Commun 11 (6): 1127–1130

    Google ученый

  • 33.

    Zhang GQ, Zheng JP, Liang R, Zhang C, Wang B, Hendrickson M, Plichta EJ (2010) Литий-воздушные батареи с использованием липкой бумаги SWNT / CNF в качестве воздушных электродов. J Electrochem Soc 157 (8): A953

    Google ученый

  • 34.

    Битти С.Д., Манолеску Д.М., Блэр С.Л. (2009) Литий-воздушные катоды большой емкости. J Electrochem Soc 156 (1): A44

    Google ученый

  • 35.

    Рид Дж., Мутоло К., Эрвин М., Бел В., Вольфенстайн Дж., Дридгер А., Фостер Д. (2003) Свойства переноса кислорода органических электролитов и характеристики литиево-кислородной батареи. J Electrochem Soc 150 (10): A1351

    Google ученый

  • 36.

    Yang X, Xia Y (2009) Влияние давления кислорода на электрохимический профиль литиево-кислородной батареи. J Solid State Electrochem 14 (1): 109–114

    Google ученый

  • 37.

    Tran C, Yang XQ, Qu D (2010) Исследование газодиффузионного электрода, используемого в качестве литий-воздушного катода в неводном электролите, и важность пористости углеродного материала. J Power Sources 195 (7): 2057–2063

    Google ученый

  • 38.

    Yamamoto K, Imaoka T., Chun WJ, Enoki O, Katoh H, Takenaga M, Sonoi A (2009) Каталитическая активность платиновых кластеров, зависящая от размера, усиливает реакции восстановления кислорода. Nat Chem 1 (5): 397–402

    Google ученый

  • 39.

    Lim B, Jiang M, Camargo PHC, Cho EC, Tao J, Lu X, Xia Y (2009) Биметаллические нанодендриты Pd-Pt с высокой активностью по восстановлению кислорода. Наука 324 (5932): 1302–1305

    Google ученый

  • 40.

    Zhou ZY, Tian N, Li JT, Broadwell I, Sun SG (2011) Наноматериалы с высокой поверхностной энергией с исключительными свойствами в катализе и накоплении энергии. Chem Soc Rev 40 (7): 4167

    Google ученый

  • 41.

    Bing Y, Liu H, Zhang L, Ghosh D, Zhang J (2010) Наноструктурированные электрокатализаторы из Pt-сплава для реакции восстановления кислорода в топливных элементах с PEM. Chem Soc Rev 39 (6): 2184

    Google ученый

  • 42.

    Стаменкович В.Р., Фаулер Б., Мун Б.С., Ван Г., Росс П.Н., Лукас К.А., Маркович Н.М. (2007) Повышение активности восстановления кислорода на Pt3Ni (111) за счет увеличения доступности участков на поверхности. Наука 315 (5811): 493–497

    Google ученый

  • 43.

    Stamenkovic VR, Mun BS, Arenz M, Mayrhofer KJJ, Lucas CA, Wang G, Markovic NM (2007) Тенденции электрокатализа на протяженных и наноразмерных поверхностях Pt-биметаллических сплавов. Nat Mater 6 (3): 241–247

    Google ученый

  • 44.

    Greeley J, Stephens IEL, Bondarenko AS, Johansson TP, Hansen HA, Jaramillo TF, Nørskov JK (2009) Сплавы платины и ранних переходных металлов в качестве электрокатализаторов восстановления кислорода. Nat Chem 1 (7): 552–556

    Google ученый

  • 45.

    Штрассер П., Кох С., Анниев Т., Грили Дж., Мор К., Ю. К., Нильссон А. (2010) Контроль деформации решетки активности в катализаторах топливных элементов с удаленной активной зоной и оболочкой. Nat Chem 2 (6): 454–460

    Google ученый

  • 46.

    Kim J, Lee Y, Sun S (2010) Структурно упорядоченные наночастицы FePt и их усиленный катализ для реакции восстановления кислорода. J Am Chem Soc 132 (14): 4996–4997

    Google ученый

  • 47.

    Jong Yoo S, Kim SK, Jeon TY, Jun Hwang S, Lee JG, Lee SC, Lim TH (2011) Повышенная стабильность и активность катализаторов из сплава Pt – Y для электрокаталитического восстановления кислорода. Chem Commun 47 (41): 11414

    Google ученый

  • 48.

    Шлюкич Б., Бэнкс С.Е., Ментус С., Комптон Р.Г. (2004) Модификация угольных электродов для восстановления кислорода и образования пероксида водорода: поиск стабильных и эффективных соноэлектрокатализаторов. Phys Chem Chem Phys 6 (5): 992–997

    Google ученый

  • 49.

    Шао И, Лю Дж, Ван И, Лин И (2009) Новые материалы поддержки катализатора для топливных элементов PEM: текущее состояние и перспективы на будущее. J Mater Chem 19 (1): 46–59

    Google ученый

  • 50.

    Banham D, Feng F, Fürstenhaupt T, Pei K, Ye S, Birss V (2011) Влияние наноструктуры углеродного носителя, содержащего Pt, на катализ восстановления кислорода. J Power Sources 196 (13): 5438–5445

    Google ученый

  • 51.

    Бао Х, фон Деак Д., Биддингер Э.Дж., Озкан США, Хадад К.М. (2010) Вычислительное исследование реакции восстановления кислорода на углеродном катализаторе, содержащем фосфинатную функциональную группу. Chem Commun 46 (45): 8621

    Google ученый

  • 52.

    Von Deak D, Biddinger EJ, Ozkan US (2011) Характеристики углеродной коррозии наноструктур CNx в кислых средах и их влияние на производительность ORR. J Appl Electrochem 41 (7): 757–763

    Google ученый

  • 53.

    Zhou Y, Neyerlin K, Olson TS, Pylypenko S, Bult J, Dinh HN, O’Hayre R (2010) Повышение активности и долговечности катализатора топливных элементов из платины и сплава Pt с помощью углеродных подложек, модифицированных азотом . Energy Environ Sci 3 (10): 1437.https://doi.org/10.1039/c003710a

    Артикул Google ученый

  • 54.

    Пилипенко С., Куин А., Олсон Т.С., Дамерон А., О’Нил К., Нейерлин К.С., О’Хайр Р. (2011) Настройка опорных структур катализатора топливных элементов на углеродной основе с помощью функционализации азота. I. Исследование структурной и композиционной модификации носителей модельного катализатора из высокоориентированного пиролитического графита в зависимости от дозы имплантации азота.J. Phys Chem. C 115 (28): 13667–13675. https://doi.org/10.1021/jp1122344

    Артикул Google ученый

  • 55.

    Oh H-S, Oh J-G, Lee WH, Kim H-J, Kim H (2011) Влияние структурных свойств углерода на реакцию восстановления кислорода в катализаторах на основе углерода, модифицированных азотом. Int J Hydrog Energy 36 (14): 8181–8186. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.04.139

    Артикул Google ученый

  • 56.

    Liu S-H, Wu M-T, Lai Y-H, Chiang C-C, Yu N, Liu S-B (2011) Изготовление и электрокаталитические характеристики высокостабильных и активных наночастиц платины, нанесенных на упорядоченные мезопористые угли, легированные азотом, для реакции восстановления кислорода. J Mater Chem 21 (33): 12489. https://doi.org/10.1039/c1jm11488c

    Артикул Google ученый

  • 57.

    Liang C, Ding L, Li C, Pang M, Su D, Li W, Wang Y (2010) Наноструктурированные WCx / CNT как высокоэффективная поддержка электрокатализаторов с низким содержанием Pt для реакции восстановления кислорода.Energy Environ Sci 3 (8): 1121. https://doi.org/10.1039/c001423k

    Артикул Google ученый

  • 58.

    Шао М., Мерзуги Б., Шумейкер К., Столар Л., Процайло Л., Меллингер З.Дж., Чен Дж. Г. (2011) Углерод с большой площадью поверхности, модифицированный карбидом вольфрама, в качестве носителя катализатора топливных элементов. J Источники энергии 196 (18): 7426–7434. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.04.026

    Артикул Google ученый

  • 59.

    Чжан В., Шеррелл П., Минетт А.И., Разал Дж. М., Чен Дж. (2010) Архитектура углеродных нанотрубок в качестве носителей катализатора для топливных элементов с протонообменной мембраной. Energy Environ Sci 3 (9): 1286. https://doi.org/10.1039/c0ee00139b

    Артикул Google ученый

  • 60.

    Yuan Y, Smith JA, Goenaga G, Liu D-J, Luo Z, Liu J (2011) Выровненные углеродные нанотрубки, украшенные платиной: электрокатализатор для улучшения характеристик топливных элементов с протонообменной мембраной.J Источники энергии 196 (15): 6160–6167. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.03.026

    Артикул Google ученый

  • 61.

    Zhang S, Shao Y, Yin G, Lin Y (2010) Углеродные нанотрубки, украшенные наночастицами Pt посредством электростатической самосборки: высокоактивный электрокатализатор восстановления кислорода. J Mater Chem 20 (14): 2826. https://doi.org/10.1039/b919494k

    Артикул Google ученый

  • 62.

    Zhang Y, Hu Y, Li S, Sun J, Hou B (2011) Углеродные нанотрубки, покрытые диоксидом марганца, как улучшенный катодный катализатор для восстановления кислорода в микробном топливном элементе. J Источники энергии 196 (22): 9284–9289. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.07.069

    Артикул Google ученый

  • 63.

    Fujigaya T, Uchinoumi T, Kaneko K, Nakashima N (2011) Разработка и синтез азотсодержащих гибридов кальцинированного полимера / углеродных нанотрубок, которые действуют как не содержащий платины катализатор топливного элемента для восстановления кислорода.Chem Commun 47 (24): 6843. https://doi.org/10.1039/c1cc11303h

    Артикул Google ученый

  • 64.

    Geng D, Chen Y, Chen Y, Li Y, Li R, Sun X, Knights S (2011) Высокая активность по восстановлению кислорода и долговечность легированного азотом графена. Energy Environ Sci 4 (3): 760. https://doi.org/10.1039/c0ee00326c

    Артикул Google ученый

  • 65.

    Хайден Б.Е., Плетчер Д., Сухсленд Дж.П., Уильямс Л.Дж. (2009) Влияние носителя и размера частиц на катализируемую платиной реакцию восстановления кислорода. Phys Chem Chem Phys 11 (40): 9141. https://doi.org/10.1039/b

  • 0a

    Артикул Google ученый

  • 66.

    Wu G, Nelson MA, Mack NH, Ma S, Sekhar P, Garzon FH, Zelenay P (2010) Электрокатализатор восстановления кислорода неблагородных металлов на основе диоксида титана.Chem Commun 46 (40): 7489. https://doi.org/10.1039/c0cc03088k

    Артикул Google ученый

  • 67.

    Ho VTT, Pan C-J, Rick J, Su W-N, Hwang B-J (2011) Наноструктурированный носитель Ti0.7Mo0.3O 2 носитель усиливает перенос электронов на pt: высокоэффективный катализатор реакции восстановления кислорода. J Am Chem Soc 133 (30): 11716–11724. https://doi.org/10.1021/ja2039562

    Артикул Google ученый

  • 68.

    Chen J, Takanabe K, Ohnishi R, Lu D, Okada S, Hatasawa H, Domen K (2010) Наноразмерный TiN на углеродной саже в качестве эффективного электрокатализатора для реакции восстановления кислорода, приготовленный с использованием шаблона MPG-C3N4. Chem Commun 46 (40): 7492. https://doi.org/10.1039/c0cc02048f

    Артикул Google ученый

  • 69.

    Hu Z, Chen C, Meng H, Wang R, Shen PK, Fu H (2011) Электрокатализ восстановления кислорода, усиленный наноразмерным кубическим карбидом ванадия.Electrochem Commun 13 (8): 763–765. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2011.03.004

    Артикул Google ученый

  • 70.

    Yin S, Cai M, Wang C, Shen PK (2011) Карбид вольфрама продвинул Pd – Fe в качестве спиртоустойчивых электрокатализаторов для реакций восстановления кислорода. Energy Environ Sci 4 (2): 558–563. https://doi.org/10.1039/c0ee00445f

    Артикул Google ученый

  • 71.

    Post JE (1990) Минералы оксида марганца: кристаллические структуры и экономическое и экологическое значение. Proc Natl Acad Sci 96 (7): 3447–3454. https://doi.org/10.1073/pnas.96.7.3447

    Артикул Google ученый

  • 72.

    Матур А., Гальдер А. (2019) Одностадийный синтез бифункциональных наностержней оксида марганца, легированного железом, для аккумуляторной воздушно-цинковой батареи. Catal Sci Technol. https://doi.org/10.1039/c8cy02498g

    Артикул Google ученый

  • 73.

    Roche I, Chaînet E, Chatenet M, Vondrák J (2006) Наночастицы оксида марганца на углеродной основе в качестве электрокатализаторов реакции восстановления кислорода (ORR) в щелочной среде: физические характеристики и механизм ORR. J. Phys Chem. C 111 (3): 1434–1443. https://doi.org/10.1021/jp0647986

    Артикул Google ученый

  • 74.

    Cheng F, Shen J, Ji W, Tao Z, Chen J (2009) Селективный синтез наноструктур оксида марганца для электрокаталитического восстановления кислорода.Интерфейсы ACS Appl Mater 1 (2): 460–466. https://doi.org/10.1021/am800131v

    Артикул Google ученый

  • 75.

    Lima FHB, Calegaro ML, Ticianelli EA (2007) Электрокаталитическая активность оксидов марганца, полученных термическим разложением для восстановления кислорода. Electrochim Acta 52 (11): 3732–3738. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2006.10.047

    Артикул Google ученый

  • 76.

    Jaouen F, Proietti E, Lefèvre M, Chenitz R, Dodelet J-P, Wu G, Zelenay P (2011) Последние достижения в катализе неблагородных металлов для реакции восстановления кислорода в топливных элементах с полимерным электролитом. Energy Environ Sci 4 (1): 114–130. https://doi.org/10.1039/c0ee00011f

    Артикул Google ученый

  • 77.

    Chen Z, Higgins D, Yu A, Zhang L, Zhang J (2011) Обзор электрокатализаторов из неблагородных металлов для топливных элементов PEM.Energy Environ Sci 4 (9): 3167. https://doi.org/10.1039/c0ee00558d

    Артикул Google ученый

  • 78.

    Bezerra CWB, Zhang L, Lee K, Liu H, Marques ALB, Marques EP, Zhang J (2008) Обзор катализаторов Fe – N / C и Co – N / C для реакции восстановления кислорода. Electrochim Acta 53 (15): 4937–4951. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.02.012

    Артикул Google ученый

  • 79.

    Easton EB, Yang R, Bonakdarpour A, Dahn JR (2007) Термическая эволюция структуры и активности катализаторов восстановления кислорода TM – C – N (TM = Fe, Co), распыленных магнетроном. Electrochem Solid-State Lett 10 (1): B6 – B10. https://doi.org/10.1149/1.2363947

    Артикул Google ученый

  • 80.

    Easton EB, Bonakdarpour A, Yang R, Stevens DA, Dahn JR (2008) Электрокатализаторы восстановления кислорода на основе Fe – C – N, Fe – C и C – N, напыленные магнетроном.J Electrochem Soc 155 (6): B547. https://doi.org/10.1149/1.2899013

    Артикул Google ученый

  • 81.

    He Q, Yang X, Ren X, Koel BE, Ramaswamy N, Mukerjee S, Kostecki R (2011) Новый катализатор на основе CuFe для реакции восстановления кислорода в щелочной среде. J Источники энергии 196 (18): 7404–7410. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.04.016

    Артикул Google ученый

  • 82.

    Winther-Jensen B, Winther-Jensen O, Forsyth M, MacFarlane DR (2008) Высокие скорости восстановления кислорода над электродом PEDOT, полимеризованным в паровой фазе. Наука 321 (5889): 671–674. https://doi.org/10.1126/science.1159267

    Артикул Google ученый

  • 83.

    Trojánek A, Langmaier J, Šebera J, Záliš S, Barbe J-M, Girault HH, Samec Z (2011) Точная настройка каталитического эффекта безметаллового порфирина на гомогенное восстановление кислорода.Chem Commun 47 (19): 5446. https://doi.org/10.1039/c1cc11075f

    Артикул Google ученый

  • 84.

    Chen J, Zhang W, Officer D., Swiegers GF, Wallace GG (2007) Готовый конвергентный электрокатализатор восстановления кислорода. Chem Commun 32: 3353. https://doi.org/10.1039/b707799h

    Артикул Google ученый

  • 85.

    Wu G, More KL, Johnston CM, Zelenay P (2011) Высокоэффективные электрокатализаторы для восстановления кислорода на основе полианилина, железа и кобальта. Наука 332 (6028): 443–447. https://doi.org/10.1126/science.1200832

    Артикул Google ученый

  • 86.

    Башям Р., Зеленай П. (2006) Класс композитных катализаторов из неблагородных металлов для топливных элементов. Nature 443 (7107): 63–66. https://doi.org/10.1038/nature05118

    Артикул Google ученый

  • 87.

    Lee S, Zhu S, Milleville CC, Lee C-Y, Chen P, Takeuchi KJ, Marschilok AC (2010) Электрохимические ячейки металл-воздух: композитные воздушные электроды из серебра, полимера и углерода. Electrochem Solid State Lett 13 (11): A162. https://doi.org/10.1149/1.3479660

    Артикул Google ученый

  • 88.

    Chen Z, Choi J-Y, Wang H, Li H, Chen Z (2011) Высокопрочный и активный катодный катализатор на недрагоценном воздухе для воздушно-цинковой батареи.J Источники энергии 196 (7): 3673–3677. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.12.047

    Артикул Google ученый

  • 89.

    Gong KP, Du F, Xia ZH, Durstock M, Dai LM (2009) Массивы углеродных нанотрубок, легированных азотом, с высокой электрокаталитической активностью для восстановления кислорода. Наука 323: 760–764

    Google ученый

  • 90.

    Шуй Дж., Каран Н.К., Баласубраманян М., Ли С.Ю., Лю Д.Дж. (2012) Композит Fe / N / C в батарее Li – O 2 : исследования каталитической структуры и активности реакции выделения кислорода.J Am Chem Soc 134: 16654–16661

    Google ученый

  • 91.

    Shui J, Wang M, Du F, Dai L (2015) Углеродные наноматериалы, легированные азотом, являются прочными катализаторами реакции восстановления кислорода в кислых топливных элементах. Научные исследования 1 (1): e1400129

    Google ученый

  • 92.

    Choi CH, Chung MW, Kwon HC, Park SH, Woo S (2013) B, N- и P, N-легированный графен как высокоактивные катализаторы реакций восстановления кислорода в кислых средах.J Mater Chem A 1: 3694–3699. https://doi.org/10.1039/C3TA01648J

    Артикул Google ученый

  • 93.

    Choi CH, Park SH, Woo S (2012) Углерод с двойным легированием фосфором и азотом как эффективный катализатор реакции восстановления кислорода в кислой среде: влияние количества фосфорного легирования на физические и электрохимические свойства углерод. J Mater Chem 22: 12107. https://doi.org/10.1039/c2jm31079a

    Артикул Google ученый

  • 94.

    Zhang S, Cai Y, He H, Zhang Y, Liu R, Cao H, Wang M, Liu J, Zhang G, Li Y, Liu H, Li B (2016) Графдин, допированный гетероатомом, как эффективный безметалловый электрокатализатор кислорода реакция восстановления в щелочной среде. J Mater Chem A 4: 4738–4744. https://doi.org/10.1039/c5ta10579j

    Артикул Google ученый

  • 95.

    Чжан Дж., Дай Л. (2015) Гетероатомные графитовые углеродные катализаторы для эффективного электрокатализатора реакции восстановления кислорода.ACS Catal 5 (12): 7244–7253. https://doi.org/10.1021/acscatal.5b01563

    Артикул Google ученый

  • 96.

    Choi CH, Park SH, Woo S (2011) Легированные гетероатомами угли, полученные пиролизом био-производных аминокислот в качестве высокоактивных катализаторов реакций электровосстановления кислорода. Грин Хем 13: 406–412

    Google ученый

  • 97.

    Hagiwara R, Hirashige T, Tsuda T., Ito Y (2002) Расплавленный фторид с высокой проводимостью при комнатной температуре: EMIF 2.3HF. J Electrochem Soc 149 (1): D1. https://doi.org/10.1149/1.1421606

    Артикул Google ученый

  • 98.

    Мацумото К., Хагивара Р., Йошида Р., Ито Ю., Мазей З., Бенкич П., Мацубара С. (2004) Синтез, структура и свойства солей 1-этил-3-метилимидазолия фторокомплексных анионов. Дальтон Транс 1: 144–149. https://doi.org/10.1039/b310162b

    Артикул Google ученый

  • 99.

    Hagiwara R, Nakamori Y, Matsumoto K, Ito Y (2005) Влияние анионной фракции на физико-химические свойства EMIm (HF) nF ( n = 1.0–2.6). J. Phys Chem B 109 (12): 5445–5449. https://doi.org/10.1021/jp047006l

    Артикул Google ученый

  • 100.

    Cohn G, Macdonald DD, Ein-Eli Y (2011) Заметное влияние воды на разрядные характеристики кремниево-воздушной батареи. ChemSusChem 4 (8): 1124–1129.https://doi.org/10.1002/cssc.201100169

    Артикул Google ученый

  • 101.

    Long L, Wang S, Xiao M, Meng Y (2016) Полимерные электролиты для литий-полимерных батарей. J Mater Chem A 4 (26): 10038–10069. https://doi.org/10.1039/c6ta02621d

    Артикул Google ученый

  • 102.

    Ван И (2009) Последние исследования полимерных электролитов для сенсибилизированных красителями солнечных элементов.Солнечная энергия Mater Солнечные элементы 93 (8): 1167–1175. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2009.01.009

    Артикул Google ученый

  • 103.

    Fergus JW (2010) Керамические и полимерные твердые электролиты для литий-ионных аккумуляторов. J Источники энергии 195 (15): 4554–4569. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.01.076

    Артикул Google ученый

  • 104.

    Zewde BW, Carbone L, Greenbaum S, Hassoun J (2018) Новая мембрана с полимерным электролитом для применения в твердотельных литий-металлических батареях. Ионика твердого тела 317: 97–102. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2017.12.039

    Артикул Google ученый

  • 105.

    Cohn G, Altberg A, Macdonald DD, Ein-Eli Y (2011) Кремний-воздушная батарея, в которой используется композитный полимерный электролит. ElectrochimicaActa 58: 161–164.https://doi.org/10.1016/j.electacta.2011.09.026

    Артикул Google ученый

  • 106.

    Цуда Т. (2002) Композитный электролит с высокой проводимостью, состоящий из полимера и расплавленных фторгидрогенатов при комнатной температуре. Ионика твердого тела 149 (3–4): 295–298. https://doi.org/10.1016/s0167-2738(02)00399-5

    Артикул Google ученый

  • 107.

    Cohn G, Eichel RA, Ein-Eli Y (2013) Новое понимание механизма разряда кремниево-воздушных батарей с использованием спектроскопии электрохимического импеданса. Phys Chem Chem Phys 15 (9): 3256. https://doi.org/10.1039/c2cp43870d

    Артикул Google ученый

  • 108.

    Raz O, Shmueli Z, Hagiwara R, Ein-Eli Y (2010) Образование пористого кремния в фторгидрогенатных ионных жидкостях. J Electrochem Soc 157 (3): h381. https: // doi.org / 10.1149 / 1.3273082

    Артикул Google ученый

  • 109.

    Raz O, Starosvetsky D, Tsuda T, Nohira T, Hagiwara R, Ein-Eli Y (2007) Образование макропористого кремния на n-Si в фторгидрогенатной ионной жидкости при комнатной температуре. Electrochem Solid State Lett 10 (3): D25. https://doi.org/10.1149/1.2409058

    Артикул Google ученый

  • 110.

    Durmus YE, Montiel GSS, Aslanbas Ö, Tempel H, Hausen F, de Haart LGJ, Kungl H (2018) Исследование коррозионного поведения высоколегированного кристаллического Si в щелочных Si-воздушных батареях. ElectrochimicaActa 265: 292–302. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.01.145

    Артикул Google ученый

  • 111.

    Akerlof GC, Bender P (1948) Термодинамика водных растворов гидроксида калия. J Am Chem Soc 70 (7): 2366–2369.https://doi.org/10.1021/ja01187a016

    Артикул Google ученый

  • 112.

    Балей Дж. (1985) Парциальное давление водяного пара и активность воды в растворах гидроксида калия и натрия в широком диапазоне концентраций и температур. Инт. Журнал Hydrog Energy 10 (4): 233–243. https://doi.org/10.1016/0360-3199(85)

    -x

    Артикул Google ученый

  • 113.

    Никелл Р.А., Жу У.Х., Пейн РУ, Кахела Д.Р., Татарчук Б.Дж. (2006) Электрод Hg / HgO и потенциалы выделения водорода в водном гидроксиде натрия. J Источники энергии 161 (2): 1217–1224. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.05.028

    Артикул Google ученый

  • Литий-воздушная аккумуляторная батарея топливных элементов на основе твердых электролитов граната

  • 1

    Брюс, П. Г., Фрейнбергер, С. А., Хардвик, Л. Дж. И Тараскон, Дж.-M. Li-O2 и Li-S аккумуляторы с высоким накоплением энергии. Nat Mater 11 , 19–29 (2012).

    ADS CAS Google ученый

  • 2

    Уиттингем М.С. Окончательные пределы реакций интеркаляции для литиевых батарей. Chem. Ред. 114 , 11414–11443 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 3

    Лунц, А. К.И Макклоски, Б. Д. Безводные литий-воздушные батареи: отчет о состоянии. Chem. Ред. 114 , 11721–11750 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 4

    Aetukuri, N. B. et al. Сольватирующие добавки управляют электрохимией, опосредованной раствором, и увеличивают рост тороида в неводных Li-O2 батареях. Нат. Chem . 7 , 50–56 (2015).

    CAS PubMed Google ученый

  • 5

    Данн, Б., Камат Х. и Тараскон Ж.-М. Хранение электрической энергии для сети: набор вариантов. Наука 334 , 928–935 (2011).

    ADS CAS PubMed Google ученый

  • 6

    Тараскон, Ж.-М. & Арман, М. Проблемы и проблемы, с которыми сталкиваются литиевые аккумуляторные батареи. Nature 414 , 359–367 (2001).

    ADS CAS PubMed Google ученый

  • 7

    Ларчер, Д.И Тараскон, Ж.-М. На пути к более экологичным и устойчивым батареям для хранения электроэнергии. Нат. Chem . 7 , 19–29 (2015).

    CAS PubMed Google ученый

  • 8

    Lu, J. et al. Апротонные и водные Li – O2 аккумуляторы. Chem. Ред. 114 , 5611–5640 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 9

    Шарон Д.и другие. Литий-кислородная электрохимия в неводных растворах. Isr. J. Chem. 55 , 508–520 (2015).

    CAS Google ученый

  • 10

    Гиришкумар, Г., Макклоски, Б., Лунц, А. К., Суонсон, С. и Вилке, В. Литий-воздушная батарея: перспективы и проблемы. J. Phys. Chem. Lett. 1 , 2193–2203 (2010).

    CAS Google ученый

  • 11

    Гербиг, О., Меркл Р. и Майер Дж. Электронный и ионный транспорт в Li2O2. Adv. Матер. 25 , 3129–3133 (2013).

    CAS PubMed Google ученый

  • 12

    Lu, Y.-C. и другие. Литий-кислородные батареи: мост между пониманием механизмов и характеристик батарей. Energy Environ. Sci. 6 , 750–768 (2013).

    CAS Google ученый

  • 13

    Черный, R., Адамс, Б. и Назар, Л. Ф. Неводные и гибридные Li-O2 аккумуляторы. Adv. Энергетика . 2 , 801–815 (2012).

    CAS Google ученый

  • 14

    Xiao, J. et al. Иерархически пористый графен как электрод литий-воздушной батареи. Nano Lett. 11 , 5071–5078 (2011).

    ADS CAS PubMed Google ученый

  • 15

    Балаиш, М., Крайцберг, А. и Эйн-Эли, Ю. Критический обзор электролитов литий-воздушных батарей. Phys. Chem. Chem. Phys. 16 , 2801–2822 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 16

    Рахман, М. А., Ван, X. и Вен, К. Обзор технологии литий-воздушных батарей с высокой плотностью энергии. J. Appl. Электрохим. 44 , 5–22 (2014).

    CAS Google ученый

  • 17

    Чен, Ю., Фрейнбергер, С. А., Пенг, З., Фонтейн, О. и Брюс, П. Г. Зарядка Li-O2 батареи с помощью окислительно-восстановительного медиатора. Нат. Chem . 5 , 489–494 (2013).

    PubMed Google ученый

  • 18

    Peng, Z., Freunberger, S.A., Chen, Y. & Bruce, P.G. Реверсивная высокопроизводительная литий-кислородная батарея. Наука 337 , 563–566 (2012).

    ADS CAS PubMed Google ученый

  • 19

    Ли, Ф., Китаура, Х. и Чжоу, Х. Погоня за перезаряжаемыми твердотельными литий-воздушными батареями. Energy Environ. Sci. 6 , 2302–2311 (2013).

    CAS Google ученый

  • 20

    Kumar, B. et al. Твердотельный перезаряжаемый литий-воздушный аккумулятор с длительным сроком службы. J. Electrochem. Soc. 157 , A50 – A54 (2010).

    CAS Google ученый

  • 21

    Кумар, Дж.И Кумар, Б. Разработка мембран и исследование их интерфейсов для перезаряжаемой литий-воздушной батареи. J. Источники энергии 194 , 1113–1119 (2009).

    ADS CAS Google ученый

  • 22

    Китаура, Х. и Чжоу, Х. Электрохимические характеристики и механизм реакции твердотельных литий-воздушных батарей, состоящих из лития, твердого электролита Li1 + xAlyGe2-y (PO4) 3 и воздушного электрода из углеродных нанотрубок. Energy Environ. Sci. 5 , 9077–9084 (2012).

    CAS Google ученый

  • 23

    Zhu, X. B., Zhao, T. S., Wei, Z. H., Tan, P. & An, L. Высокопроизводительный твердотельный литий-воздушный аккумулятор с длительным сроком службы. Энергия Окружающая среда . Sci 8 , 3745–3754 (2015).

    CAS Google ученый

  • 24

    Чжу, X. Б., Чжао, Т.S., Wei, Z.H., Tan, P. и Zhao, G. Новая твердотельная батарея Li – O2 с интегрированной структурой электролита и катода. Энергия Окружающая среда . Sci 8 , 2782–2790 (2015).

    CAS Google ученый

  • 25

    Hassoun, J., Croce, F., Armand, M. & Scrosati, B. Исследование электрохимии O2 в твердотельной ячейке с полимерным электролитом. Angew. Chem. Int. Эд. 50 , 2999–3002 (2011).

    CAS Google ученый

  • 26

    Hartmann, P. et al. Разложение материалов типа NASICON при контакте с металлическим литием: образование смешанных проводящих межфазных фаз (MCI) на твердых электролитах. J. Phys. Chem. C 117 , 21064–21074 (2013).

    CAS Google ученый

  • 27

    Zhang, T. et al. Литий / полимерный электролит / водостойкий литий-проводящий стеклокерамический композит для литий-воздушных вторичных батарей с водным электролитом. J. Electrochem. Soc. 155 , A965 – A969 (2008).

    CAS Google ученый

  • 28

    Хардинг, Дж. Р., Аманчукву, К. В., Хаммонд, П. Т., Шао-Хорн, Ю. Нестабильность полиэтиленоксида при окислении в литий-воздушных батареях. J. Phys. Chem. С 119 , 6947–6955 (2015).

    CAS Google ученый

  • 29

    Муруган, р., Тангадурай В. и Веппнер В. Быстрая ионная проводимость лития в Li7La3Zr2O12 типа граната. Angew. Chem. Int. Эд. 46 , 7778–7781 (2007).

    CAS Google ученый

  • 30

    Ren, Y. et al. Оксидные электролиты для литиевых батарей. J. Am. Ceram. Soc. 98 , 3603–3623 (2015).

    CAS Google ученый

  • 31

    Фуэнтес, Р.Э., Колон-Меркадо, Х. Р. и Фокс, Э. Б. Электрохимическая оценка углеродных нанотрубок и технического углерода для катода литий-воздушных батарей. J. Источники энергии 255 , 219–222 (2014).

    ADS CAS Google ученый

  • 32

    Liu, Y., Wang, R., Lyu, Y., Li, H. & Chen, L. Аккумуляторная батарея Li / CO2 – O2 (2: 1) и батарея Li / CO2. Energy Environ. Sci. 7 , 677–681 (2014).

    CAS Google ученый

  • 33

    Яо, М.и другие. Улучшенная термическая стабильность и механические свойства полипропиленкарбоната за счет реактивного смешивания с малеиновым ангидридом. J. Appl. Polym. Sci. 120 , 3565–3573 (2011).

    CAS Google ученый

  • 34

    Оттакам Тотиил, М. М., Фрейнбергер, С. А., Пенг, З. и Брюс, П. Г. Угольный электрод в неводных Li-O2 элементах. J. Am. Chem. Soc. 135 , 494–500 (2013).

    CAS PubMed Google ученый

  • 35

    Лю Х., Ян, В. и Лю, З. Последние достижения в области мягкой рентгеновской спектроскопии на базе синхротрона для энергетических материалов. Adv. Матер. 26 , 7710–7729 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 36

    Lu, Y.-C. и другие. In situ Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия при атмосферном давлении для исследования окислительно-восстановительных реакций лития и кислорода. Sci. Репутация . 2 (2012).

  • 37

    Чжан З.и другие. Первое введение графена в перезаряжаемые Li-CO2 батареи. Angew. Chem. Int. Эд. 54 , 6550–6553 (2015).

    CAS Google ученый

  • 38

    Zhang, X. et al. Аккумуляторы Li – CO2 с углеродными нанотрубками в качестве воздушных катодов. Chem Commun 51 , 14636–14639 (2015).

    CAS Google ученый

  • 39

    Вентилятор, Вт., Цуй, З. и Гуо, X. Отслеживание образования и разложения пероксидов лития в форме шара в форме счеты в Li – O2 ячейках. J. Phys. Chem. С 117 , 2623–2627 (2013).

    CAS Google ученый

  • 40

    Гуо, Х. и Чжао, Н. Роль реакций заряда в циклируемости литий-кислородных батарей. Adv. Энергетика . 3 , 1413–1416 (2013).

    CAS Google ученый

  • 41

    Gowda, S.Р., Брюнет, А., Валрафф, Г. М. и Макклоски, Б. Д. Последствия загрязнения CO2 в перезаряжаемых неводных Li-O2 батареях. J. Phys. Chem. Lett. 4 , 276–279 (2012).

    PubMed Google ученый

  • 42

    Li, Y., Wang, Z., Li, C., Cao, Y. & Guo, X. Уплотнение и улучшение ионной проводимости твердых электролитов литиевого граната путем спекания в токе кислорода. J. Источники энергии 248 , 642–646 (2014).

    ADS CAS Google ученый

  • 43

    Buschmann, H. et al. Структура и динамика быстрого литий-ионного проводника «Li7La3Zr2O12». Phys. Chem. Chem. Phys. 13 , 19378–19392 (2011).

    CAS PubMed Google ученый

  • 44

    Вольфенстин, Дж., Аллен, Дж. Л., Рид, Дж. И Сакамото, Дж. Химическая стабильность кубического Li7La3Zr2O12 с расплавленным литием при повышенной температуре. J. Mater. Sci. 48 , 5846–5851 (2013).

    ADS CAS Google ученый

  • 45

    Джин, Ю. и Макгинн, П. Дж. Стабильность электролита Li7La3Zr2O12 на воздухе и изготовление твердотельной батареи Li / Li7La3Zr2O12 / Cu0,1V2O5. J. Источники энергии 239 , 326–331 (2013).

    CAS Google ученый

  • 46

    Truong, L. et al.Легкая протонная проводимость в H + / Li + ионообменный гранат типа быстрых Li-ion проводящих Li5La3Nb2O12. J. Mater. Chem. А 1 , 13469–13475 (2013).

    CAS Google ученый

  • 47

    Баркер Г. Л. Равновесная влажность компонентов хлопчатника. J. Agric. Англ. Рез . 63 , 353–363 (1996).

    ADS Google ученый

  • Специальный выпуск: Последние достижения в области металло-воздушных батарей

    Уважаемые коллеги,

    Мы приглашаем подать новые документы для специального выпуска «Последние достижения в области металло-воздушных батарей» по темам, касающимся проблем, связанных с металл-воздушными батареями.В последние два десятилетия аккумулятор Li – O 2 привлек большое внимание, поскольку он может обеспечить самую высокую плотность энергии среди многих кандидатов для аккумуляторов следующего поколения. Чрезвычайно высокая емкость и использование неограниченного количества кислорода из окружающего воздуха делают его более привлекательным в качестве пост-литий-ионного аккумулятора. Несмотря на то, что в области создания Li-O 2 батареи были достигнуты большие успехи, тем не менее, многие проблемы и задачи все еще остаются нерешенными. Текущие системы Li – O 2 страдают от относительно низкой энергоэффективности, плохой цикличности и образования побочных продуктов.Таким образом, чтобы продвинуть Li-O 2 батарею, критически важно понять текущие тенденции Li-O 2 батареи, и пришло время изучить новую металл-газовую батарею.

    В этом специальном выпуске «Последние достижения в области металло-воздушных аккумуляторов» будут рассмотрены все вопросы, касающиеся Li-O 2 аккумулятора, связанные с разработкой воздушных электродов, электролитов, анодного материала, твердых / жидких катализаторов и т. Д. стремится охватить фундаментальные исследования и новейшие методы анализа для понимания механизмов реакции.Нас особенно интересуют статьи, посвященные текущим проблемам химии лития-кислорода, а также мы открыты для всех статей, изучающих новые системы металл-газ, такие как Li-CO 2 , Li-O 2 / CO 2 , Li – SO 2 , Na – O 2 , Mg – O 2 батареи и т. Д.

    Проф. Д-р Хи-Дэ Лим
    Приглашенный редактор

    Информация для подачи рукописей

    Рукописи должны быть представлены онлайн на сайте www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска. Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

    Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (за исключением трудов конференции). Все рукописи тщательно рецензируются в рамках процесса одинарного слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Energies — это международный рецензируемый журнал с открытым доступом, выходящий раз в полгода, издающийся MDPI.

    Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи.Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 2000 швейцарских франков. Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.

    ржавчины? Поезда? Почему экологически чистая энергия обращается к экзотическим идеям для решения своей проблемы хранения

    Матео Харамилло видит будущее возобновляемой энергии в тысячах железных гранул, ржавеющих в лаборатории в Сомервилле, штат Массачусетс.

    Харамилло — исполнительный директор Form Energy, компании, которая недавно объявила о прорыве в глобальной гонке: как хранить возобновляемую энергию в течение длительных периодов времени.

    Следы ржавчины на железе были признаком гниения на протяжении тысячелетий. Но теперь этот химический процесс — окисление железа в оксид железа — составляет основу батареи, которая, по словам Джарамилло, может предложить способ хранения энергии в электросетях более 100 часов, но примерно за одну десятую стоимости батареи. эквивалентный объект, работающий от литий-ионных батарей, ведущих аккумуляторных технологий.

    «Литий-ионные аккумуляторы сегодня очень рентабельны, так как обеспечивают накопление энергии на несколько часов», — сказал Харамилло, который раньше работал над стационарным накопителем энергии в компании Tesla, производящей электромобили. «Но, заглядывая в будущее и глядя на то, как работает сеть, мы должны иметь возможность навести мосты на сотни часов».

    Form Energy планирует объединить тысячи железо-воздушных батарей, чтобы обеспечить хранение возобновляемых источников электроэнергии в сети по более низкой цене, чем установки литий-ионных батарей.Form Energy

    Батареи разряжают энергию гранул железа, поскольку они «ржавеют» или окисляются кислородом воздуха; обратный химический процесс — эффективное «удаление ржавчины» — затем использует электрический ток для преобразования ржавчины обратно в чистое железо. Каждая железно-воздушная батарея размером с посудомоечную машину, и тысячи таких батарей можно разместить вместе в очень большом здании для хранения мегаватт возобновляемой электроэнергии в сети до тех пор, пока они не понадобятся.

    Form Energy — далеко не единственная компания, пытающаяся решить эту проблему.Возобновляемые источники энергии ветра и солнца в настоящее время составляют около 10 процентов электроэнергии, используемой в Соединенных Штатах. Но иногда не светит солнце и не дует ветер, а в сегодняшней энергосистеме не так много хранилищ. Ископаемые виды топлива, такие как газ и уголь, которые защитники окружающей среды надеются исключить в качестве источников энергии, могут подавать электроэнергию в сеть всего за несколько секунд и не имеют таких недостатков; есть надежда, что хранение в масштабе сети сможет заменить хотя бы часть потребности в электроэнергии «по требованию».

    «Экономичное, долговечное и надежное хранилище энергии открывает совершенно новые возможности для декарбонизации энергосистемы», — сказал Коста Самарас, доцент кафедры экологической инженерии в Университете Карнеги-Меллона в Питтсбурге, который изучает усилия по созданию энергосистемы с эффективным использованием энергии. нет выбросов углерода. «Он снижает нагрузку на сеть в часы пик и сохраняет возобновляемую энергию там, где ее много, а когда нет».

    Это может быть от минуты к минуте — например, когда облако проходит перед солнцем — или в разное время дня, например, когда нет ветра во время пикового спроса на электроэнергию во второй половине дня и вечером. .Краткосрочные потребности теперь могут быть удовлетворены относительно дешево благодаря установке литий-ионных батарей в масштабе сети, такой как 250-мегаваттное хранилище энергии Gateway в Калифорнии.

    Хотя стоимость больших литий-ионных установок в последние годы резко снизилась, они становятся дорогими, если рассчитаны на срок службы более 10 часов или около того. Сторонники возобновляемых источников энергии настаивают на инвестициях в новые технологии, позволяющие использовать возобновляемые источники энергии для удовлетворения потребностей современной энергосистемы.

    Хотя химический состав железо-воздушных батарей не нов, на них не обратили внимания, поскольку они слишком тяжелые, чтобы их можно было переносить. Form Energy заявила, что ее запатентованная технология извлечения кислорода из воздуха через мембрану делает этот химический продукт пригодным для стационарного хранения и по гораздо более низкой цене, чем эквивалентные литий-ионные установки. Они также безопасны и сделаны из большого количества ингредиентов — в отличие от литий-ионных аккумуляторов, которым требуется много труднодоступного лития.

    Железо-воздушные батареи используют процесс ржавления и «удаления ржавчины» для извлечения и хранения электричества, комбинируя железные гранулы с кислородом, извлекаемым из воздуха с помощью запатентованной мембранной технологии.Form Energy

    Компания Form Energy заявила, что ее железно-воздушные аккумуляторные батареи будут стоить около 20 долларов за киловатт-час, а к концу десятилетия упадет до 10 долларов за киловатт-час. Для сравнения, литий-ионные установки в сетевом масштабе стоят от 250 до 300 долларов за киловатт-час, сказал Харамилло. В настоящее время компания работает с коммунальным предприятием в Миннесоте над хранилищем мощностью 1 мегаватт, строительство которого будет завершено примерно через два года, но после 2025 года «мы довольно быстро расширимся до десятков, а затем и сотен мегаватт, что является своего рода масштаб, который нужно иметь, чтобы действительно изменить ситуацию в сетке », — сказал он.

    Железно-воздушные батареи — лишь одна из многих идей для хранения в масштабе энергосистемы, по словам Криса Книттеля, профессора прикладной экономики, который возглавляет Центр исследований энергетической и экологической политики Массачусетского технологического института.

    Другие включают использование лишнего электричества для закачки сжатого воздуха в подземные соляные пещеры, затем для питания турбин, когда электричество необходимо, или использование электричества для производства аммиака, который может храниться, а затем использоваться в топливных элементах для извлечения энергии.

    «Есть даже идеи использования электричества, когда дешево подъехать поездом на холм, припарковать его, а затем использовать его для выработки электричества по мере его снижения», — сказал он.

    Некоторые районы наделены гидроэлектростанциями, которые могут накапливать электроэнергию в виде «гидроаккумулируемой воды», например, закачивая воду вверх по склону в водохранилище и используя ее позже для привода турбин, но многим регионам потребуется крупномасштабное хранилище аккумуляторов для поддержки возобновляемых источников энергии. по его словам, источники электричества, такие как солнце и ветер.

    Существующие методы производства электроэнергии в короткие сроки, в основном за счет сжигания ископаемого топлива, такого как природный газ, до сих пор позволяли сглаживать прерывистые поставки из возобновляемых источников энергии, но ненадолго.

    «Мы все пытаемся думать о системе, в которой нет природного газа», — сказал Книттель. «В этом мире батареи станут важными или необходимыми».

    Том Меткалф

    Том Меткалф пишет о науке и космосе для NBC News.

    CO2 и атмосферный воздух в металло-кислородных батареях: шаги к реальности

    Металло-воздушные батареи, особенно литиевые и натриевые воздушные батареи, привлекли значительное внимание исследователей в последнее десятилетие.Высокая теоретическая удельная энергия (3500 Втч кг −1 для Li – O 2 и 1600 Втч кг −1 для Na – O 2 ) и умеренный равновесный потенциал (2,96 V для Li – O 2 и 2,3 В для Na – O 2 ) делают эти химические продукты привлекательными платформами хранения энергии для транспорта, автономных летательных аппаратов и новых технологий робототехники. Термин «металл-воздушная батарея», однако, вряд ли описывает конструкцию элемента, которая подвергается наиболее активным исследованиям исследователей; в большинстве исследований O 2 используется вместо воздуха в качестве активного материала в катоде батареи.Это изменение, направленное на устранение образования электрохимически стабильных продуктов разряда гидроксида металла и карбоната металла, когда CO 2 и влага, присутствующая в окружающем воздухе, вступают в реакцию с ионами металла в катоде, вносит значительные новые сложности в практическую конструкцию металл-воздушной батареи. и операции, которые в значительной степени сводят на нет конкурентные преимущества этой технологии хранения. Недавняя работа показала, что когда смесь O 2 и CO 2 используется в качестве активного материала в катоде, можно перезарядить металл –O 2 / CO 2 , предусмотренные в элементе, приняты меры для предотвращения разложения электролита во время перезарядки.В этой статье мы критически рассматриваем литературу по металлу – O 2 / CO 2 элементам, уделяя особое внимание тому, как присутствие CO 2 в активном катодном материале меняет электрохимические процессы на катоде и перезаряжаемость ячеек. Мы также оцениваем прогресс и перспективы развития технологий металл-воздушных батарей с использованием окружающего воздуха в качестве катодного газа.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

    Карбонатная проблема для батарей металл-воздух с длительным циклом цикличности и работоспособности в условиях окружающей среды

    Металло-воздушные батареи обычно обладают высокой плотностью энергии из-за бесконечного поступления O2 из окружающего воздуха.Однако их цикличности обычно препятствует накопление карбоната во время работы. С одной стороны, в металло-воздушных батареях карбонат очень легко образуется. Для водных систем обычно применяемый щелочной электролит легко абсорбирует приходящий CO2 с образованием карбонатов, которые забивают канал диффузии газа из-за их более низкой растворимости. Что касается органических систем, карбонаты могут образовываться не только в результате абсорбции приходящего CO2, но также в результате разложения воздушного катода и электролита и т. Д., Закупоривая канал диффузии газа и пассивируя поверхность воздушного катода.С другой стороны, карбонаты обычно имеют высокий потенциал окислительного разложения и их трудно удалить во время работы, особенно в органических системах. Кроме того, обнаружено, что процесс разложения карбоната в большинстве случаев не приводит к исходному реагенту O2, что делает процесс в высшей степени необратимым и приводит к быстрой деградации и истощению электролитов. Поэтому первостепенное значение имеет преодоление этой серьезной проблемы и разработка металло-воздушных батарей с длительным циклическим циклом и пригодными для работы в условиях окружающей среды.

    Эта тема исследования направлена ​​на решение карбонатной проблемы металло-воздушных батарей. Для водных систем это может быть достигнуто в основном за счет фильтрации CO2 и разработки систем с почти нейтральным электролитом для удаления реагента карбонизации. Для органических систем этого также можно было достичь в основном двумя путями. Первый — способствовать обратимому разложению карбонатов. Возьмем, например, Li2CO3, было обнаружено, что образование-разложение Li2CO3 может быть обратимым при определенных условиях, а также некоторые твердотельные катализаторы (NiO, Pt, Ru, Au и т. Д.) и окислительно-восстановительные медиаторы (bi-CoPc, Br2) оказались эффективными в катализе разложения Li2CO3. Второй способ — препятствовать образованию карбонатов, особенно при работе в окружающем воздухе. Было продемонстрировано, что с некоторыми электролитами, состоящими из контактной ионной пары (CIP), сильно обратимый и растворимый Li2C2O6 вместо Li2CO3 является единственным продуктом разряда в батареях Li-O2 / CO2. Эта тема будет стимулировать дальнейшие исследования по этим направлениям, а также другие новые подходы к устранению, смягчению или обходу неблагоприятного воздействия карбонизации в металл-воздушных батареях.

    Высококачественные оригинальные исследования и обзорные статьи в этой области приветствуются для отправки в эту тему исследования. Научные интересы включают, но не ограничиваются следующими областями:

    — Изучение механизмов образования и разложения карбонатов, особенно в неводных электролитах.
    — Новые твердотельные катализаторы и окислительно-восстановительные медиаторы для ускорения разложения карбонатов.
    — Новые системы водных электролитов, близких к нейтральным.
    — Материалы стабильного воздушного катода и компоненты неводных электролитов.
    — Другие новые подходы к продвижению кинетики реакции, обратимости или эффективности работы металл-воздух или металл-O2 / CO2 батарей.

    Ключевые слова : металл-воздушные батареи, карбонатное разложение, фильтрация СО2, механизм реакции

    Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

    Металло-воздушные батареи обычно обладают высокой плотностью энергии из-за бесконечного поступления O2 из окружающего воздуха. Однако их цикличности обычно препятствует накопление карбоната во время работы. С одной стороны, в металло-воздушных батареях карбонат очень легко образуется.Для водных систем обычно применяемый щелочной электролит легко абсорбирует приходящий CO2 с образованием карбонатов, которые забивают канал диффузии газа из-за их более низкой растворимости. Что касается органических систем, карбонаты могут образовываться не только в результате абсорбции приходящего CO2, но также в результате разложения воздушного катода и электролита и т. Д., Закупоривая канал диффузии газа и пассивируя поверхность воздушного катода. С другой стороны, карбонаты обычно имеют высокий потенциал окислительного разложения и их трудно удалить во время работы, особенно в органических системах.Кроме того, обнаружено, что процесс разложения карбоната в большинстве случаев не приводит к исходному реагенту O2, что делает процесс в высшей степени необратимым и приводит к быстрой деградации и истощению электролитов. Поэтому первостепенное значение имеет преодоление этой серьезной проблемы и разработка металло-воздушных батарей с длительным циклическим циклом и пригодными для работы в условиях окружающей среды.

    Эта тема исследования направлена ​​на решение карбонатной проблемы металло-воздушных батарей. Для водных систем это может быть достигнуто в основном за счет фильтрации CO2 и разработки систем с почти нейтральным электролитом для удаления реагента карбонизации.Для органических систем этого также можно было достичь в основном двумя путями. Первый — способствовать обратимому разложению карбонатов. Возьмем, например, Li2CO3, было обнаружено, что образование-разложение Li2CO3 может быть обратимым при определенных условиях, также некоторые твердотельные катализаторы (NiO, Pt, Ru, Au и т. Д.) И окислительно-восстановительные медиаторы (bi-CoPc, Br2 ) оказались эффективными при катализе разложения Li2CO3. Второй способ — препятствовать образованию карбонатов, особенно при работе в окружающем воздухе.Было продемонстрировано, что с некоторыми электролитами, состоящими из контактной ионной пары (CIP), сильно обратимый и растворимый Li2C2O6 вместо Li2CO3 является единственным продуктом разряда в батареях Li-O2 / CO2. Эта тема будет стимулировать дальнейшие исследования по этим направлениям, а также другие новые подходы к устранению, смягчению или обходу неблагоприятного воздействия карбонизации в металл-воздушных батареях.

    Высококачественные оригинальные исследования и обзорные статьи в этой области приветствуются для отправки в эту тему исследования.Научные интересы включают, но не ограничиваются следующими областями:

    — Изучение механизмов образования и разложения карбонатов, особенно в неводных электролитах.
    — Новые твердотельные катализаторы и окислительно-восстановительные медиаторы для ускорения разложения карбонатов.
    — Новые системы водных электролитов, близких к нейтральным.
    — Материалы стабильного воздушного катода и компоненты неводных электролитов.
    — Другие новые подходы к продвижению кинетики реакции, обратимости или эффективности работы металл-воздух или металл-O2 / CO2 батарей.

    Ключевые слова : металл-воздушные батареи, разложение карбонатов, фильтрация СО2, механизм реакции

    Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии. Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *