Стальные или алюминиевые батареи: Алюминиевые или стальные радиаторы, что лучше для квартиры и дома

Стальной или алюминиевый радиатор, какой лучше? – мнение эксперта

Какие радиаторы лучше, алюминиевые или стальные? – таким вопросом задаются многие. И правильно, ведь от выбора отопительного прибора зависит, насколько вам будет комфортно в своем доме.

В этой публикации мы рассмотрим плюсы и минусы стальных и алюминиевых радиаторов. Вы узнаете, чем они отличаются, каковы их сильные и слабые стороны.

Конструкция алюминиевого радиатора

Алюминиевый радиатор отопления состоит из отдельных секций, подсоединенных друг к другу в верхней и нижней части. Внутри каждой секции находится вертикальный канал для протока воды или теплоносителя.

По бокам каждой секции расположены «перья» – вертикальные пластины, с помощью которых металл отдает тепло. Большинство алюминиевых радиаторов имеют отсекатели – расположенные сверху пластины, которые отводят прогретый воздух внутрь помещения (см. рис).

Отсекатели воздуха алюминиевого радиатора.

Как сделан стальной радиатор

Стальной панельный радиатор – неразборная конструкция. Его нагревательный элемент состоит из двух горизонтальных трубок, между которыми расположены вертикальные, по которым циркулирует вода.

Между трубками расположена Z-образная или П-образная пластина (кожух) по всей длине радиатора. Она прогревается от элемента и отдает тепло воздуху. Вся эта конструкция заключена в стальной корпус, в верхней части которого находится решетка для циркуляции воздуха.

Стальные радиаторы бывают трех основных классов: 11, 22, 33. Отличаются они количеством нагревательных контуров и кожухов:

• 11 – один контур, один кожух;
• 22 – два контура, два кожуха;
• 33 – три контура, три кожуха.

Типы стальных панельных радиаторов.

Вся разница в толщине

Алюминиевые радиаторы имеют большую толщину перьев и стенок. Причем она не особенно сказывается на эффективности обогрева, так как этот металл имеет хорошую теплопроводность. Но за счет толщины увеличивается прочность обогревательного прибора, что позволяет работать с теплоносителями с высокой температурой и под большим давлением.

Стальные радиаторы изготовлены из достаточно тонкого металла. Это сделано для того, чтобы компенсировать низкую теплопроводность стали. Небольшая толщина стен трубок и пластин позволяет эффективно прогревать помещение, но негативно сказывается на прочности.

Кто теплее?

Эффективность алюминиевых радиаторов выше чем у стальных, но только в среднем. Если сравнить обычную алюминиевую батарею и стальной радиатор класса 33 – последний сможет отдавать больше тепла. Но при этом стоит учитывать тип подключения радиатора и скорость потока воды.

Пример

Если у вас установлен стальной радиатор 33 класса, а скорость потока воды низкая, он будет работать эффективно. То есть, заберет у воды максимум тепла. Если используется однотрубное подключение, это плохо – в следующий отопительный прибор попадет охлажденная вода и он не будет греть.

Если установлен стальной радиатор 11 или 22 класса, то они также будут хорошо греть, но не успеют охладить воду.

Точно сказать, насколько теплоотдача алюминиевого радиатора больше чем у стального нельзя – многое зависит от конструкции и толщины металла. С одной стороны, теплопроводность стали в среднем в 3,5-4,5 раза хуже, чем у алюминия. Но и толщина трубок стальных радиаторов меньше, что может компенсировать эту разницу.

Какую воду любят радиаторы?

Алюминий очень чувствителен к качеству воды. При повышенной кислотности или щелочности в нем образуется газ, который создает воздушную пробку и ухудшает эффективность обогрева. приходится периодически выгонять воздух из батареи вручную или с помощью крана Маевского.

Кроме того, алюминий может вступать в реакцию с химическими веществами, содержащимися в воде или некачественном теплоносителе. Он начинает коррозировать, чего не случается со стальными радиаторами.

Сталь – химически инертный металл, он не реагирует с теплоносителями и химическими веществами, растворенными в воде. Единственная опасность – коррозия, которая может образовываться в тот время, когда вода спущена из системы отопления. Но хорошие производители покрывают внутренние каналы антикоррозийным покрытием либо краской.

Эксплуатация и обслуживание

Стальные радиаторы выпускаются в виде готовых панелей. Если неправильно выполнен расчет мощности батареи отопления, то придется добавлять новую.

С алюминиевым радиатором все проще – при желании можно добавить одну или несколько секций, или убрать лишние. Сделать это можно собственноручно.

Срок службы алюминиевых радиаторов существенно зависит от производителя и модельного ряда. Самые дешевые начнут течь через 5 лет, или дадут трещину при небольшом гидроударе (см. фото). А дорогие модели смогут прослужить 20 лет и более.

Лопнувший из-за гидроудара алюминиевый радиатор.

Со стальными радиаторами сложнее. Они по определению на могут быть особо прочными – толстый металл ухудшит их теплопроводность. Поэтому они боятся большого давления, быстро изнашиваются при его перепадах.

Но если в системе стабильное рабочее давление и нет гидроударов и скачков, то стальной панельный радиатор может отслужить и 15 лет. Кроме того, в случае проблем его можно «подлатать». Сделать это гораздо проще, чем чинить алюминиевый.

Что касается особого ухода – ни стальные, ни алюминиевые его не требуют. Разве что нужно протирать их от пыли, что со стальным радиатором сделать проще.

Какой радиатор не боится ударов?

В домах с централизованным отоплением есть риск гидроудара – внезапного повышения давления в системе. Стальные радиаторы в основном рассчитаны на 8-13 атм., тогда как алюминиевые способны выдержать до 20 атм.

Но этот показатель зависит от модели, способа изготовления радиатора и производителя. Например, рабочее давление алюминиевого радиатора может колебаться в пределах от 6 (у самых дешевых) до 25 (у премиум класса) атм.

Где лучше сталь, а где алюминий?

Какие радиаторы отопления лучше для частного дома, а какие для квартиры? Ответ на этот вопрос прост.

В частном доме вы можете следить за качеством воды или теплоносителя. В индивидуальной системе отопления не бывает гидроударов или больших перепадов давления. Стальной радиатор в частном доме прослужит долго.

В квартирах с центральной системой отопления проверить качество воды невозможно. Перепады температуры и давления в ЦСО – не редкость. Так что стальные радиаторы использовать довольно рискованно – лучше раскошелиться и установить алюминиевые.

Стальные радиаторы, в среднем, дешевле алюминиевых. Конечно, среди обоих видов есть модели премиум класса от известных производителей, которые отличаются дизайном (см. фото) и стоят дороже обычных. Но если брать средний класс, то сталь стоит меньше.

Нестандартный алюминиевый радиатор.

Нестатндартный стальной радиатор.

Стальные и алюминиевые радиаторы, сравнение (таблица)

Как видим, нельзя однозначно сказать, какие батареи лучше, алюминиевые или стальные. оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Так что выбирать тот или иной вид радиатора нужно в зависимости от ваших потребностей.

Надеемся, статья была вам полезна. Свое мнение и вопросы вы можете оставить в комментариях.Не забудьте поделиться публикацией с друзьями!

Какие радиаторы лучше для частного дома

У локальная система отопления частного дома много преимуществ, в числе которых полный контроль и возможность самоличного монтажа всей цепочки. Какой именно тип радиаторов лучше, стоит выбирать, основываясь на их преимуществах и недостатках.

Виды радиаторов для систем отопления дома:

• чугунные;
• стальные панельные;
• биметаллические;
• алюминиевые секционные;
• вакуумные.

Алюминиевые

Различаются большим разнообразием мощности и размеров. Более распространенные виды отопителей из алюминия имеют размеры от 35 до 50 см в высоту. Длина зависит от количества секций. В большинстве случаев эти радиаторы продаются в заводских упаковках со стандартным набором секций, но также есть изготовители, продающие алюминиевые батареи поштучно – секционно. Заводской вариант имеет более прочную скрутку секций.

Преимущества алюминиевых радиаторов в схеме отопления дома:

• легкий металл, который отлично поддается формовке;
• простота конструкции, ее легкий вес, позволяют легко производить монтаж и сборку секций своими руками;
• благодаря современному виду подойдут для любого интерьера;
• алюминиевые батареи легки в эксплуатации, неприхотливы в уходе;
• не требуют периодической покраски, не облущиваются;
• имеют высокие термостойкие характеристики;
• конструкция секций рассчитана на быстрый обогрев помещения;
• возможна комплектация термостойкими головками для регулировки подачи тепла.

Недостатки:

• очень чувствительны к параметрам циркулируемой жидкости, в случае несоблюдения оптимального уровня кислотности воды, могут быстро разрушиться;
• быстро разогреваются, но также быстро остывают;
• при резкой подаче тепла, из-за направления теплоотдачи вверх могут вызвать резкий контраст температур в помещении: внизу холодно, вверху тепло.

Отопители из алюминия доступны в цене. При соблюдении простейших правил эксплуатации смогут прослужить долго. Благодаря секционной конструкции они максимально подстраиваются под место монтажа и могут содержать максимальное количество нагревательных элементов для самого эффективного обогрева помещения.

При самоличной сборке секций алюминиевых радиаторов часто случаются течи. Поэтому стоит проверять каждый отопитель перед монтажом.

Панельные стальные

Самый бюджетный вид отопителей имеет высокие характеристики теплоотдачи, компактный размер и украсят любой интерьер. Виды различаются по типам подключения, но сам радиатор цельный и не делится на секции, как алюминиевый. Панельный тип более узкий, чем секционный. Такая конструкция лучше для частных домов с большими окнами, так как благодаря своему строению, панельные стальные отопители могут перебивать сквозняк или холод из большого окна.

Преимущества стальных панельных батарей:

• низкая цена;
• небольшой вес и компактные размеры;
• долгий строк эксплуатации;
• хороший коэффициент КПД.

Недостатки стальных панельных батарей:

• не слишком гармоничный внешний вид, который может выбиваться из дизайнерского исполнения интерьера;
• нужно промывать раз в три года, чтобы не допускать закупорку;
• необходимость постоянного наполнения  не исключает появление ржавчины, что повлечет за собой быстрый износ изделия.

Общие факторы

Технические параметры любого вида радиаторов должны соответствовать конкретной системе отопления, в которой будут использоваться: насколько допустима температура теплоносителя, его данные и состав. Теплоотдача и инертность должны тоже соответствовать показателям выбранной системы отопления.

Нюансы подбора радиаторов зависят от того, к какой системе отопления они будут подключены: открытой или закрытой. Если радиатор не будет соответствовать характеристикам системы, возможен очень быстрый износ.

На первом плане при выборе радиатора всегда должны стоять технические и эксплуатационные характеристики прибора.

Очень важный параметр при выборе батареи – теплоотдача. Она влияет на эффективность нагрева воздуха в помещении и зависит от материала, из которого изготовлена батарея.

В этом вопросе алюминиевые батареи от стальных мало чем отличаются. Так как оба материала имеют большую теплоотдачу, еще и конструкция у современных батарей рассчитана на то, чтобы ее максимизировать. Но у стали все же теплоотдача немного уступает алюминию.

Стальной или алюминиевый радиатор, какой лучше

асто к нам приходят клиенты, которые решили обновить старые чугунные радиаторы или строят себе частный дом и спрашивают, какие лучше купить радиаторы отопления, стальные или алюминиевые радиаторы. Для того чтобы правильно ответить на этот вопрос необходимо уточнить пару вопросов:

1. Батареи выбираются для частного дома или квартиры в много этажном доме?
2. Централизованное или автономное отопление?

Рекомендуемые батареи для частного дома

Если вы выбираете батареи для автономного отопления или в частный дом, где по умолчанию автономное отопление, тогда мы рекомендуем стальные панельные радиаторы. По нескольким причинам:

Меньший расход теплоносителя — тоесть для того чтобы получить определенное кол-во Ват, необходимо меньше нагреть воды, в отличии от алюминиевых радиаторов.

Совместимость с котлом у которого медный теплообменник — Монтажники не рекомендуют ставить совместно котел с медным теплообменником и алюминиевые радиаторы. Так как образуется гальвоническая пара, которая под действием времени разъедает алюминий в батареях и сокращает их срок эксплуатации.

Но в противовес этой теории, другая половина строителей говорит что это не актуально, так как между теплообменником и радиаторами не маленькое расстояние, которое соединено трубами (металлопластик, полипропилен и др.), что обезопасивает одно от другого.

Рекомендуемые батареи для многоэтажного дома

Если вы выбираете батареи к себе в квартиру в многоэтажном доме, тогда мы рекомендуем алюминиевые или биметаллические радиаторы. Алюминиевые радиаторы имеют большее рабочее давление 16 Бар, в отличии от стального 9 Бар. Учитывая что наши системы не всегда стабильны в централизованном отоплении и могут быть скачки давления, то алюминиевые радиаторы отопления в самы раз подойдут.

С другой стороны в новостройках по умолчанию устанавливают стальные батареи. Как нам объяснили строители, в новых домах установлено более современное оборудование по балансировке системы отопления и подачи воды, в том числе система защищена от перепадов давления, редукторами. Чего нет в старых домах.

Выбор радиаторов в квартиру с центральным отоплением

Преимущественная часть многоквартирных домов в России подключена к системе центрального отопления. Такие сети изначально предполагают установку стандартных чугунных радиаторов. Выбор чугуна для изготовления отопительных приборов обуславливался его стойкостью к воздействию воды, прочностью и долговечностью. Современные технологии позволили использовать в системах отопления батареи из других материалов. Они имеют более привлекательный внешний вид, доступны по цене.

В то же время их эксплуатационные характеристики и технические параметры не всегда позволяют использовать такие радиаторы в обычной городской квартире.

Особенности систем центрального отопления

Подача тепла по отопительной сети имеет свои преимущества над автономным отоплением, но и таит в себе определенную угрозу. Вам не нужно беспокоиться о работе котла, проводить профилактику, регулировать температуру теплоносителя. С началом сезона горячую воду пускают по трубам, откуда она попадает в ваш дом, принося тепло.

Система центрального отопления имеет и серьезные недостатки:

• проходя по длинной трубопроводной сети, теплоноситель накапливает большое количество механических и химически активных веществ, что приводит к повреждению труб и радиаторов;
• температура в помещении зависит от теплоносителя и чаще всего нестабильна. Регулировать ее практически невозможно;
• частые скачки рабочего давления и гидроудары могут вывести из строя отопительные устройства.

Пожалуй, такие перепады являются главной опасностью, поскольку при недостаточной прочности радиатор может лопнуть, а содержимое труб нанесет немалый ущерб квартире.

Параметры выбора батарей в квартиру

Чаще всего вопрос о том, какие выбрать радиаторы, встает перед владельцами квартир во время проведения капитального ремонта. Очень важно правильно подобрать тип батареи, ведь от этого будет зависеть и комфорт семьи в отопительный сезон, и безопасность вашего дома.

Выбор устройства должен осуществляться с учетом особенностей центральной системы отопления, площади квартиры и личных предпочтений владельцев.Новый радиатор должен быть достаточно прочным, надежным и функциональным. Кроме этого батареи для квартир должны отвечать таким требованиям:

• Радиаторы отопления в квартиру с центральным отоплением должны быть рассчитаны на рабочее давление несколько выше фактически существующего в сети. Для пятиэтажных домов этот показатель не превышает 8 бар, а вот в многоэтажках давление рабочей среды может достигать и 15 бар.
• Прочность и стойкость, позволяющие выдержать мощный гидроудар. Модернизация систем отопления позволяет перекрывать подачу теплоносителя не плавно, как это делалось с помощью вентилей, а резким движением. В результате в сети появляется сильный поток сжатого воздуха, способный привести к серьезным проблемам. Если вы слышите посторонние шумы в радиаторах, рекомендуем обратиться в коммунальную службу, чтобы избежать аварии.
• Качество теплоносителя в отечественных системах отопления остается на низком уровне, поэтому установка батареи должна происходить с учетом этого фактора. Дополнительная защита от коррозии, механического и химического воздействия — обязательное условие при выборе того или иного вида радиаторов.
• При этом отопительный прибор должен выполнять свое главное функциональное предназначение: нагревать воздух в помещении. Поэтому нужно ставить батареи с высоким показателем теплоотдачи.
• Внешний вид изделия для многих россиян играет немаловажную роль. Производители отопительного оборудования делают все возможное, чтобы их продукция гармонично вписалась в интерьер каждого дома.
• Срок эксплуатации зависит от материала, из которого изготавливается батарея, качества теплоносителя в сети. Лучше выбирать надежные радиаторы, потому что, как говорится, скупой платит дважды. Дешевые приборы редко выдерживают особенности систем центрального отопления, из-за чего быстро приходят в негодность.

Какой радиатор установить в квартире?

Далее рассмотрим, как выбрать нужный радиатор, и при этом не прогадать. На сегодняшний день существует четыре основных вида батарей: стальные, алюминиевые, биметаллические и чугунные. Радиаторы из стали, несмотря на привлекательный внешний вид и доступную цену, высокую теплоотдачу и экономность, не предназначены для использования в наших теплосетях. Максимальное рабочее давление прибора рассчитано на показатель до 8 атм. Это очень мало. Даже слабый гидроудар может привести к повреждению стальной батареи.

Алюминиевые батареи тоже не станут хорошим выбором. Тонкие стенки легко протираются механическими вкраплениями теплоносителя, поэтому эксплуатационный срок таких приборов крайне низок. Кроме того, алюминий способен вступать в реакцию с химически активными примесями, содержащимися в воде. Это не только может испортить оборудование, но и нанести существенный урон вашему здоровью.

Лучшим вариантом для современных квартир считаются биметаллические радиаторы. Они сочетают преимущества стальных и алюминиевых приборов, но при этом исключают их недостатки. Параметры батарей из биметалла:

• максимальная температура теплоносителя +130 °С;
• давление рабочей среды до 50 бар;
• особенности конструкции и дополнительное антикоррозийное покрытие делают такие изделия практически вечными (по сроку службы они не уступают старым добрым чугунным батареям).

Благодаря небольшому весу и простому монтажу поставить биметаллический радиатор не составит труда даже без сантехнического опыта. Их легко транспортировать, они не занимают много места, а разнообразие дизайнов позволяет подобрать модель, которая оптимально впишется в дизайн вашей квартиры. Главным недостатком таких батарей является их высокая цена. Радиаторы из биметалла довольно дорогие и не каждому по карману.

Если же внешний вид изделия для вас не играет существенной роли, помните, что вы всегда можете обратить свое внимание на отопительные приборы из чугуна. Их технические и эксплуатационные характеристики как нельзя лучше подходят к условиям современных отопительных сетей. Именно надежность и долговечность сделали чугун основным материалом для изготовления радиаторов.

Таким образом, выбирая батарею, анализируйте ее параметры, внешний вид и то, сколько вы готовы потратить на прибор. Помните, что нужно выбирать качественный и надежный товар, чтобы он служил вам долго, не вызывая лишних хлопот.

Чем согреться? Как отличить радиатор от батареи, а чугун от алюминия

Спойлер: если вы живете в многоквартирном доме, то лучший вариант для вас — биметаллический радиатор.

А вот жителям частных домов есть где разгуляться.

В быту батарея и радиатор — синонимы. Разница между ними в том, что батарея обязательно состоит из нескольких однотипных элементов, секций. А радиатором можно назвать любой прибор, который рассеивает тепло в воздухе, как цельный, так и составной. Так что батарея — это один из видов радиатора.

Алюминиевые, стальные, чугунные?

Мы привыкли считать, что существуют три вида батарей. Чугунные «гармошки». «Прямоугольники» с металлическими пластинами внизу, такие обычно можно найти в многоквартирных домах 1980-х годов постройки. И «гармошки» новые , которые встретишь сегодня, пожалуй, в любой новостройке.

Но на самом деле видов радиаторов куда больше.

Пример радиатора, который в детстве был в квартире у многих
Скачать

Стальные радиаторы

Стальные радиаторы могут быть панельными и трубчатыми. Внутри у них находится несколько стальных нагревательных панелей, их может быть от 10 до 33.

Плюсы и минусы стальных радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Панельные радиаторы — один из наиболее бюджетных вариантов для частного дома, поэтому они и самые распространённые. Производят такие нагреватели в основном европейские страны: Германия, Чехия, Италия и Финляндия.

Стальные радиаторы бывают еще и трубчатыми. Это конструкция из стальных труб, по которым идет горячая вода. Производство таких приборов дороже, соответственно, и цена выше. Выпускают стальные радиаторы Германия и Италия. Некоторые обогревательные приборы производят и в России.

Алюминиевые радиаторы

Радиаторы, которые делают из алюминия, бывают литьевые (литые) и экструзионные. Внешне они очень похожи, но все-таки экструзионный алюминиевый радиатор отличается более широкими панелям.

Плюсы и минусы алюминиевых радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Литьевые или литые обогреватели отливают под давлением, они отличаются широкими каналами для горячей воды и прочными толстыми стенками. В его конструкцию можно как добавлять секции, так и убирать. Экструзионные радиаторы дешевле за счет более легкого производства. Однако в уже готовый радиатор нельзя ни добавить секций, ни убрать их.

И тот, и другой радиаторы не слишком хорошо подходят для централизованной системы отопления, причина в слишком сильном давлении на радиаторы и их высокой предрасположенности к коррозии. Поэтому алюминиевые обогреватели лучше всего подходят для частных домов и коттеджей.

Чугунные радиаторы

Самый старый вид радиаторов. Таких долгожителей сейчас можно встретить в муниципальных учреждениях и некоторых домах старой постройки. Чугун — один из самых комфортных материалов для батарей. Греются такие радиаторы долго, зато долго сохраняют тепло и все невзгоды центрального отопления выдерживают запросто.

Плюсы и минусы чугунных радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Их производят в основном на Украине, в России и Белоруссии. Европейские модели обойдутся в разы дороже, но будут выглядеть куда изящнее.

Биметаллические радиаторы

Это самый распространенный на сегодняшний день тип радиаторов. И самый подходящий для многоквартирных домов. Биметаллические модели совмещают в себе преимущества алюминиевых и стальных радиаторов. Такие радиаторы можно монтировать в любых условиях, они отличаются простотой установки и вполне демократичной ценой.

Плюсы и минусы биметаллических радиаторов. Фото взяты из интернета
Скачать

Несмотря на внешнюю схожесть с алюминиевыми радиаторами, в биметаллических моделях есть горизонтальные и вертикальные стальные трубы. Так что эти радиаторы взяли лучшие качества двух металлов: алюминий быстро нагревается и хорошо проводит тепло, а сталь долго сохраняет тепло. Биметаллические радиаторы также выдерживают высокое давление и мощные гидроудары.

Вывод

Для частных домов с котельным и печным отоплением подходят практически все виды радиаторов. Выбор зависит только от легкости, теплопроводности и, конечно, цены, а это уже индивидуально для каждого дома и семьи.

А вот в систему центрального отопления подобрать можно только два типа радиаторов: чугунные и биметаллические.

Авторский вариант реставрированного чугунного радиатора
Скачать

Чугунные радиаторы сейчас редко встретишь в новых квартирах, невзирая на их антикоррозийные и теплопроводящие характеристики. Зато биметаллические радиаторы сейчас устанавливают во всех новых домах. Они соединили лучшие качества и чугунных, и алюминиевых радиаторов и отлично справляются со своей функцией как в частных, так и в многоквартирных домах, вынося перепады температуры и давления. Дальше — дело только вкуса и кошелька.

Какие радиаторы лучше: алюминиевые или стальные

Многие потребители, которые устали от громоздких чугунных батарей или не готовы переплачивать за биметаллические, выбирают алюминиевые или стальные радиаторы. Какие из них лучше – это достаточно непростой вопрос, ответить на который можно, исходя из конкретных условий эксплуатации.

Особенности стальных радиаторов

Популярней всего стальные батареи из стали панельного или секционного типа. Первый вид представляет собой одну или несколько приваренных друг к другу панелей. Иногда к ним прикрепляются более тонкие стальные ребра для усиления теплоотдачи. Секционные создаются методом точечной сварки и являются более надежными и долговечными. Имеются также трубчатые изделия, которые можно удачно вписать в продуманный интерьер, но их недостатком является малая толщина стенок. Все эти виды обладают следующими достоинствами:

• демократичная цена;
• способность выдерживать давление 6-9 атмосфер;
• хорошее сопротивление коррозии при контакте с агрессивным теплоносителем в ЦО;
• небольшой вес.

Однако, при сравнении с алюминиевой батареей стальная проигрывает ей по показателям теплоотдачи. Всего 150 Вт мощности на секцию. Если оставить стальной радиатор без жидкости внутри, его довольно быстро уничтожит ржавчина. Таким изделиям требуется регулярная профилактика – они нуждаются в промывании раз в пару лет. Особенностью стальных радиаторов является также низкая инерционность.

Для каких домов лучше подходят алюминиевые радиаторы?

Любители более современного дизайна при невысокой стоимости обычно выбирают алюминиевые радиаторы. По показателям теплоотдачи у них фактически нет равных на рынке – порядка 200 Вт на секцию. Они легки и просто монтируются. Существенный недостаток таких изделий – плохое сопротивление коррозии. Теплоноситель с высокими показателями кислотности и включением абразивных частиц, циркулирующий в центральной системе отопления, способен быстро погубить алюминиевый радиатор. Современные изделия покрывают изнутри специальными антикоррозийными полимерами, но все же не рекомендуется устанавливать их в многоэтажных домах.

При этом жители частных домов могут в полной мере насладиться плюсами радиаторов из алюминия – это рабочее давление 6-25 бар и способность выдерживать температуру теплоносителя 130 С.

Интернет-магазин отопительной техники Теплозон может предложить своим клиентам большой выбор алюминиевых и стальных радиаторов любой конфигурации в широком ценовом диапазоне. Мы поможем пересчитать необходимое количество секций, какой бы радиатор не был у вас установлен ранее. Все изделия, которые вы можете купить на нашем сайте, отличаются высоким качеством и сертифицированы.

Смотрите также:

Как выбрать алюминиевый радиатор отопления

Какие радиаторы лучше: алюминиевые или биметаллические?

Какие радиаторы лучше: медные или алюминиевые?

Срок службы радиаторов – какие надежнее и долговечнее?

От чего зависит срок службы радиаторов отопления?

При монтаже новых систем отопления или модернизации старых немаловажное значение имеет правильный выбор радиаторов, надежность которых может стать определяющим параметром долговечности всей системы. Поэтому срок службы радиаторов отопления указывается производителями в сопроводительной документации и на упаковке.

Для различных типов приборов, при условии правильного выбора и установки, он составляет:

Факторы, определяющие срок эксплуатации радиаторов отопления

При покупке радиаторов необходимо учитывать, что фактический срок их эксплуатации зависит от следующих параметров отопительной системы:

• рабочее давление в системе отопления;
• испытательное давление;
• химическая чистота теплоносителя;
• температура теплоносителя.

Рабочее давление определяется типом систем отопления, и для частных домов оно обычно составляет 3–5 атмосфер, а для многоэтажных 8–16 атмосфер. Рабочее давление радиатора, гарантируемое производителем, должно как минимум на 2 атмосферы превышать рабочее давление в системе.

Такое же разнообразие и с теплоносителями: в коттеджах могут использоваться растворы-антифризы, а в централизованном теплоснабжении вода обычно проходит химическую подготовку.

Еще одна опасность для функционирования радиаторов кроется при сезонном запуске систем отопления, когда возникает гидравлический удар, и не все материалы и конструкции способны успешно ему противостоять.

Поэтому при выборе необходимо учитывать восприимчивость материала радиатора к негативным воздействиям. Например, чугун – инертный, хрупкий металл, сталь в местах сварки быстро коррозирует, а алюминий разрушается при повышенной кислотности воды.

Особенности чугунных и стальных радиаторов

Этими свойствами металлов объясняется тот факт, что классические чугунные радиаторы невосприимчивы к качеству воды, но очень чувствительны к гидравлическому удару и давлению в системе, превышающему 9 атмосфер.

Стальные радиаторы быстро выходят из строя при наличии кислорода в воде и при превышении рабочего давления в системе над нормативным для этих батарей (8–10 атмосфер). Поэтому они надежно работают только в автономных системах отопления.

Долговечность алюминиевых радиаторов

Кислотность и общая загрязненность теплоносителя оказывают критическое влияние на срок службы алюминиевых радиаторов. Этот тип отопительных приборов появился сравнительно недавно, но уже завоевал популярность в первую очередь из-за своих потребительских свойств, которые обусловлены физико-технологическими характеристиками алюминия:

• легкостью;
• высокой теплопроводностью,
• высокой текучестью,
• пластичностью.

Поэтому алюминиевые радиаторы имеют высокий показатель теплоотдачи и очень продуктивны. Они легкие, надежные и успешно противостоят гидравлическим ударом.

Однако алюминиевые радиаторы так же, как и стальные, чувствительны к высокому давлению и сливу теплоносителя из системы, так как в этом случае коррозионные процессы идут быстрее. Поэтому современные конструкции предусматривают наличие запорной арматуры и автоматического газовыпускного клапана. Такие радиаторы производители рекомендуют устанавливать в частном домостроении с контролируемой кислотностью воды, что позволит исключить все факторы риска для этих эстетичных изделий.

Надежность биметаллических радиаторов

Все достоинства алюминиевых радиаторов, но без их недостатков, воплощены разработчиками в биметаллических радиаторах. Прочность и долговечность этим изделиям обеспечивает использование стальных труб-коллекторов для контакта с теплоносителем, что существенно снижает разрушающее воздействие воды. Оптимальное сочетание прочности стали и теплопроводности алюминия позволяет гарантировать срок службы биметаллических радиаторов 25 лет при самом высоком для таких приборов рабочем давлении (до 24 атмосфер), то есть это оптимальный выбор для многоэтажного строительства.

Такая конструкция гарантирует их долговечность при воздействии всех неблагоприятных факторов отечественных централизованных теплосетей, а именно: невысокий уровень водоочистки, нестабильное давление в системах, сезонный слив теплоносителя.

Максимальный срок эксплуатации батарей отопления обеспечивается не только высоким качеством их изготовления, но и учетом при их выборе всех особенностей (рабочее давление, водоподготовка и пр.) систем отопления в частном либо многоэтажном строительстве.

Разница между батареями со стальным, алюминиевым корпусом и аккумуляторными батареями

Материалы корпуса, используемые в литиевых батареях, представленных на рынке, можно условно разделить на три типа: стальной корпус, алюминиевый корпус и ячейка мешочка (т.е. алюминиевая пластиковая пленка, мягкая упаковка). В этой статье мы рассмотрим характеристики, приложения и различия между ними.

Сталь — Корпус батареи

Стальной материал для этой батареи физически стабилен, а его устойчивость к нагрузкам выше, чем у алюминиевого корпуса.Он в основном используется в качестве материала корпуса цилиндрических литиевых батарей.

Конструкция стальной аккумуляторной батареи

Чтобы предотвратить окисление активного материала положительного электрода стальной аккумуляторной батареи, производители обычно используют никелирование для защиты железной матрицы стального корпуса и размещают предохранительное устройство внутри аккумуляторного элемента.

В настоящее время в большинстве ноутбуков используются батареи со стальным корпусом, но они также используются в игрушечных моделях и электроинструментах.

Алюминий — Корпус батареи

Алюминиевый корпус — это корпус аккумулятора из алюминиевого сплава.Он в основном используется в квадратных литиевых батареях. Они безвредны для окружающей среды и легче аккумуляторов со стальным корпусом, но при этом обладают высокой пластичностью и стабильными химическими свойствами.

Как правило, алюминиевый корпус изготовлен из алюминиево-марганцевого сплава, а его основные компоненты — Mn, Cu, Mg, Si и Fe. Эти пять сплавов играют разные роли в батарее с алюминиевым корпусом. Например, Cu и Mg улучшают прочность и твердость, Mn улучшает коррозионную стойкость, Si может усиливать эффект термообработки магнийсодержащих алюминиевых сплавов, а Fe может улучшать жаропрочность.Эти элементы работают вместе, чтобы сделать батареи с алюминиевым корпусом более надежными.

Конструкция батареи с алюминиевым корпусом

Батареи с алюминиевым корпусом — это основной материал корпуса жидких литиевых батарей, который используется почти во всех областях.

Сумка — Батарея

Аккумулятор карманного типа (soft pack battery) представляет собой жидкую литий-ионную батарею, покрытую полимерным корпусом. Самым большим отличием от других аккумуляторов является их упаковочный материал, алюминиевая пластиковая пленка, которая также является наиболее важным и технически сложным материалом для аккумуляторных элементов.

Упаковочные материалы обычно делятся на три слоя: внешний барьерный слой (обычно это внешний защитный слой, состоящий из нейлона БОПА или ПЭТ), барьерный слой (средний слой алюминиевой фольги) и внутренний слой (многофункциональный высокий барьерный слой). Такие материалы, как положительный электрод, отрицательный электрод, электролит, сепаратор и т. Д., Аналогичны другим типам батарей.

Конструкция аккумуляторной батареи карманного типа

Скрытая опасность литиевых батарей заключается в нестабильности материала или других неожиданных комплексных факторах, которые могут вызвать неконтролируемый выход тепла и привести к скоплению газа в батарее.Это опасно, потому что батареи со стальным и алюминиевым корпусом имеют фиксированное пространство. Когда газ внутри этих батарей расширяется за пределы этого пространства, батарея взрывается. Ячейки мешочка также будут вздыматься и трескаться, поэтому они имеют более высокий индекс безопасности.

По сравнению со стальными и алюминиевыми батареями (т. е. батареями с жестким корпусом), карманные батареи могут иметь гибкую конструкцию, низкое внутреннее сопротивление, большее время цикла и высокую плотность энергии. Они легкие и не взрываются легко.

Аккумуляторные батареи карманного типа на 40% легче литиевых батарей со стальным корпусом той же емкости и на 20% легче, чем батареи с алюминиевым корпусом. Емкость может быть на 10-15% выше, чем у батарей того же размера со стальным корпусом, и на 5-10% выше, чем у батарей с алюминиевым корпусом того же размера.

В свете преимуществ карманных аккумуляторных батарей, отраслевые эксперты прогнозируют, что карманные аккумуляторные батареи будут иметь больше шансов проникнуть на рынок транспортных средств на новой энергии по мере дальнейшего развития.Ожидается, что в будущем карманные батареи будут составлять более 50% всех типов батарей.

Помимо использования в качестве батарей питания и аккумуляторов энергии, карманные батареи также используются в качестве компонентов батарей для электронных продуктов 3C, таких как мобильные телефоны, дроны, носимые устройства, пульты дистанционного управления и т. Д.

Дополнительную информацию об аккумуляторе можно найти в нашем блоге здесь или на канале YT.

Если вы заинтересованы в наших продуктах, обращайтесь к нам в любое время! Мы Grepow.
Эл. Почта: [email protected]
Grepow Веб-сайт: https://www.grepow.com/

Алюминиевые батареи с двумя новыми материалами

Поделиться
Артикул

Вы можете поделиться этой статьей в соответствии с международной лицензией Attribution 4.0.

Исследователи определили два новых материала, которые могут привести к ключевым достижениям в разработке алюминиевых батарей.

Первый, описанный в Advanced Science , представляет собой коррозионно-стойкий материал для проводящих частей батареи; второй, описанный в Advanced Materials , представляет собой новый материал для положительного полюса батареи, который адаптируется к широкому спектру технических требований.

Все больше электричества вырабатывается за счет энергии солнца и ветра, но энергия будет необходима, даже когда солнце не светит и ветер не дует. Хотя существующие литий-ионные аккумуляторы идеальны для электромобильности из-за их небольшого веса, они также довольно дороги и поэтому не подходят для экономичного крупномасштабного стационарного накопления энергии.

Кроме того, литий — относительно редкий металл, и его трудно извлечь, в отличие от алюминия, магния или натрия. Таким образом, батареи на основе одного из этих трех элементов рассматриваются как многообещающий вариант для стационарного накопления энергии в будущем. Однако такие батареи все еще находятся на стадии исследований и еще не вошли в промышленное использование.

Поскольку электролит в алюминиевых батареях чрезвычайно агрессивен и вызывает коррозию нержавеющей стали — даже золота и платины, — ученые ищут устойчивые к коррозии материалы для проводящих частей этих батарей.

Максим Коваленко, профессор функциональных неорганических материалов ETH Zurich, и его коллеги нашли то, что искали, в нитриде титана, керамическом материале, который демонстрирует достаточно высокую проводимость. «Это соединение состоит из очень распространенных элементов титана и азота, и его легко производить», — поясняет Коваленко.

Ученые успешно изготовили в лаборатории алюминиевые батареи с токопроводящими частями из нитрида титана.Материал можно легко производить в виде тонких пленок, а также в качестве покрытия поверх других материалов, таких как полимерная фольга. Коваленко считает, что можно было бы также изготовить проводники из обычного металла и покрыть их нитридом титана или даже напечатать проводящие дорожки из нитрида титана на пластике.

«Потенциальные области применения нитрида титана не ограничиваются алюминиевыми батареями. Материал также может быть использован в других типах батарей — например, в тех, которые на основе магния или натрия, или в высоковольтных литий-ионных батареях », — говорит Коваленко.

Второй новый материал может быть использован для положительного электрода (полюса) алюминиевых батарей. В то время как отрицательный электрод в этих батареях изготовлен из алюминия, положительный электрод обычно изготавливается из графита.

Теперь Коваленко и его команда нашли новый материал, который может соперничать с графитом по количеству энергии, которую может хранить батарея. Речь идет о полипирене, углеводороде с цепочечной (полимерной) молекулярной структурой.

Дешевая натриевая батарея работает так же, как дорогая литиевая

В экспериментах образцы материала, особенно те, в которых молекулярные цепи собираются беспорядочно, оказались идеальными.«Между молекулярными цепочками остается много места. Это позволяет относительно крупным ионам электролитической жидкости легко проникать в материал электрода и заряжать его », — поясняет Коваленко.

Одним из преимуществ электродов, содержащих полипирен, является то, что он позволяет ученым влиять на такие свойства, как пористость. Таким образом, материал может идеально адаптироваться к конкретному применению. «Напротив, используемый в настоящее время графит является минералом. С точки зрения химического машиностроения его нельзя модифицировать », — говорит Коваленко.

Поскольку и нитрид титана, и полипирен являются гибкими материалами, исследователи считают, что они подходят для использования в «мешочных элементах» (батареях, заключенных в гибкую пленку).

Источник: ETH Zurich

Алюминиевая батарея

от Стэнфорда — безопасная альтернатива обычным батареям

Перейдите на веб-сайт, чтобы просмотреть видео.

Марк Шварц

Профессор Стэнфордского университета Хунцзе Дай и его коллеги разработали высокоэффективную алюминиевую батарею.

Ученые Стэнфордского университета изобрели первую высокопроизводительную алюминиевую батарею, которая быстро заряжается, долговечна и недорога. Исследователи говорят, что новая технология предлагает безопасную альтернативу многим коммерческим батареям, широко используемым сегодня.

«Мы разработали перезаряжаемую алюминиевую батарею, которая может заменить существующие устройства хранения, такие как щелочные батареи, которые вредны для окружающей среды, и литий-ионные батареи, которые иногда воспламеняются», — сказал Хунцзе Дай, профессор химии в Стэнфорд.«Наша новая батарея не загорится, даже если вы просверлите ее».

Дай и его коллеги описывают свою новую алюминиево-ионную батарею в статье «Сверхбыстрая перезаряжаемая алюминий-ионная батарея», которая будет опубликована 6 апреля в предварительном онлайн-выпуске журнала Nature .

Алюминий уже давно является привлекательным материалом для аккумуляторов, в основном из-за его низкой стоимости, низкой воспламеняемости и высокой емкости заряда. На протяжении десятилетий исследователи безуспешно пытались разработать коммерчески жизнеспособную алюминиево-ионную батарею.Ключевой проблемой было найти материалы, способные производить достаточное напряжение после повторяющихся циклов зарядки и разрядки.

Катод графитовый

Алюминиево-ионный аккумулятор состоит из двух электродов: отрицательно заряженного анода из алюминия и положительно заряженного катода.

«Люди пробовали разные материалы для катода», — сказал Дай. «Мы случайно обнаружили, что простое решение — использовать графит, который в основном состоит из углерода.В нашем исследовании мы определили несколько типов графитового материала, которые дают нам очень хорошие характеристики ».

Для экспериментальной батареи команда Стэнфорда поместила алюминиевый анод и графитовый катод вместе с ионным жидким электролитом в гибкий чехол с полимерным покрытием.

«Электролит в основном представляет собой соль, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре, поэтому он очень безопасен», — сказал аспирант Стэнфордского университета Мин Гун, соавтор исследования Nature .

Алюминиевые батареи безопаснее обычных литий-ионных батарей, используемых сегодня в миллионах ноутбуков и сотовых телефонов, добавил Дай.

«Литий-ионные батареи могут стать причиной возгорания», — сказал он.

В качестве примера он указал на недавнее решение авиакомпаний United и Delta запретить массовые перевозки литиевых батарей на пассажирских самолетах.

«В нашем исследовании у нас есть видеоролики, демонстрирующие, что вы можете просверлить алюминиевый отсек для аккумулятора, и он будет работать еще некоторое время, не загораясь», — сказал Дай. «Но литиевые батареи могут срабатывать непредсказуемым образом — в воздухе, в машине или в вашем кармане.Помимо безопасности, мы добились значительного прорыва в производительности алюминиевых аккумуляторов ».

Один из примеров — сверхбыстрая зарядка. Владельцы смартфонов знают, что зарядка литий-ионного аккумулятора может занять несколько часов. Но команда Стэнфорда сообщила о «беспрецедентном времени зарядки» до одной минуты с алюминиевым прототипом.

Прочность — еще один важный фактор. Алюминиевые батареи, разработанные в других лабораториях, обычно умирают всего после 100 циклов заряда-разряда. Но батарея Stanford выдержала более 7500 циклов без потери емкости.«Это был первый случай создания сверхбыстрой алюминиево-ионной батареи со стабильностью в течение тысяч циклов», — пишут авторы.

Для сравнения, срок службы типичной литий-ионной батареи составляет около 1000 циклов.

«Еще одна особенность алюминиевой батареи — гибкость», — сказал Гонг. «Его можно сгибать и складывать, поэтому он может использоваться в гибких электронных устройствах. Алюминий — также более дешевый металл, чем литий ».

Приложения

В дополнение к небольшим электронным устройствам, алюминиевые батареи могут использоваться для хранения возобновляемой энергии в электрической сети, сказал Дай.

«Электросеть нуждается в батарее с длительным сроком службы, которая может быстро накапливать и выделять энергию», — пояснил он. «Наши последние неопубликованные данные показывают, что алюминиевую батарею можно перезаряжать десятки тысяч раз. Трудно представить себе создание огромной литий-ионной батареи для хранения в сети ».

Алюминий-ионная технология также предлагает экологически чистую альтернативу одноразовым щелочным батареям, сказал Дай.

«Миллионы потребителей используют 1,5-вольтовые батареи типа AA и AAA», — сказал он.«Наша алюминиевая аккумуляторная батарея вырабатывает около двух вольт электроэнергии. Это больше, чем кто-либо достиг с алюминием ».

Но для соответствия напряжению литий-ионных аккумуляторов потребуются дополнительные улучшения, добавил Дай.

«Наша батарея вырабатывает примерно половину напряжения типичной литиевой батареи», — сказал он. «Но улучшение материала катода может в конечном итоге увеличить напряжение и плотность энергии. В остальном в нашем аккумуляторе есть все, о чем вы мечтали, а именно: недорогие электроды, хорошая безопасность, быстрая зарядка, гибкость и длительный срок службы.Я рассматриваю это как новую батарею в первые дни ее существования. Это довольно интересно «.

Другие со-ведущие авторы исследования, связанные со Стэнфордом, — это приглашенные ученые Мэнчан Линь из Тайваньского научно-исследовательского института промышленных технологий, Бинган Лу из Хунаньского университета и научный сотрудник Йингпэн Ву. Другие авторы — Ди-Ян Ван, Минюнь Гуань, Майкл Энджелл, Чансинь Чен и Цзян Ян из Стэнфорда; и Бинг-Джо Хван из Национального Тайваньского университета науки и технологий.

Основную поддержку исследованиям оказал Университет У.S. Министерство энергетики, Тайваньский научно-исследовательский институт промышленных технологий, Стэнфордский проект по глобальному климату и энергии, Стэнфордский институт энергетики и Министерство образования Тайваня

Интервью: Алюминий заменяет литий-ионные батареи в течение 15 лет

Лондон —
В ближайшие 10-15 лет алюминиевые батареи, вероятно, будут на одном уровне с литий-ионными батареями, если не вытеснят их во всех случаях, кроме нескольких строго необходимых, сказал исследователь Никлас Линдал с факультета физики Технологического университета Чалмерса. S&P Global Platts в интервью.

Не зарегистрирован?

Получайте ежедневные оповещения по электронной почте, заметки для подписчиков и персонализируйте свой опыт.

Зарегистрируйтесь сейчас

После того, как производство будет налажено в промышленных масштабах, алюминиево-ионные батареи (AIB), которые в настоящее время находятся на стадии исследований и разработок, вероятно, станут лучшим и более дешевым носителем заряда, чем литий-ионные батареи (LIB), но при этом будут менее вредными для окружающей среды — добавил Линдал.

Группа исследователей из Шведского технологического университета Чалмерса и Национального института химии в Любляне, Словения, работает над решением некоторых проблем, препятствующих коммерческому использованию AIB.

Согласно заявлению на веб-сайте университета, команда недавно сделала рывок вперед, разработав новую концепцию аккумуляторов, у которых удельная энергия вдвое выше, чем у лучших доступных AIB.

С точки зрения устойчивости LIB используют дефицитные ресурсы графита, лития и кобальта. Кроме того, из-за высоких температур во время синтеза производство LIB-катодов — в Китае или Польше — дает высокие уровни выбросов. Напротив, AIB полагаются на большое количество материалов и более низкотемпературный органический синтез, сказал Линдал.

«Такого производства [AIB] пока нет, и трудно сказать, какие материалы в конечном итоге будут использоваться в аккумуляторных элементах. Но наше предположение основано на более низких ценах на исходные материалы. Это касается алюминия по сравнению с литием», — сказал Линдаль. сказал.

На Лондонской бирже металлов килограмм алюминия сейчас продается по цене 1,80 доллара за кг против 9,20 доллара за кг и 11,20 доллара за кг для карбоната лития и гидроксида лития соответственно.

Наш ежемесячный обзор текущих и будущих тенденций, способствующих глобальной революции электромобилей (EV).

Слушать

Это катодный материал, обычно содержащий литий и кобальт, а часто также никель и марганец, что увеличивает стоимость LIB, в то время как анод из графита составляет гораздо меньшую часть, сказал Линдал.

В более ранних конструкциях AIB в качестве катода использовался графит — с анодом, изготовленным из алюминия — но графит не обеспечивает достаточно энергии для создания эффективных аккумуляторных элементов. Разработчики новой концепции AIB преодолели этот недостаток, заменив графит органическим наноструктурированным катодом, изготовленным из молекулы антрахинона на основе углерода; их решение увеличило плотность энергии.

ВЫЗОВЫ

Однако до того, как алюминиевые батареи станут более широко использоваться, необходимо решить еще несколько проблем, ключевыми из которых являются несовершенный электролит и механизмы зарядки.

Команда Гетеборга-Любляна также стремится избавиться от хлора в электролите, поскольку в настоящее время он очень агрессивен. Еще одна проблема, которая волнует исследователей, — это напряжение для AIB ниже, чем для LIB.

«Это означает, что необходимо последовательно соединить больше ячеек, что может быть ограничением для приложений, в которых системы высокого напряжения являются стандартом», — сказал Линдал, добавив, что высокопроизводительные электромобили вряд ли будут преобразованы в AIB.

«Теоретическая плотность энергии нашей новой концепции вдвое меньше, чем та, которая получается в коммерческих LIB, но по сравнению с теоретической плотностью энергии LIB, что является более справедливым сравнением, наша концепция достигает примерно одной четверти LIB. Стоимость / кВтч может быть ниже для нашей концепции », — сказал Линдал.

AIB будут первыми применяться в приложениях, где стоимость киловатт-часа и устойчивость более важны, чем плотность энергии, например, стационарные накопители солнечной и ветровой энергии.

— Екатерина Букли, [email protected]

— отредактировал Джеймс Лич, [email protected]

Двойная алюминий-азотная батарея, накапливающая энергию и фиксирующая азот

Перезаряжаемая алюминий-азотная батарея служит двойной цели: не только накапливать и извлекать энергию, но и фиксировать поток азота в виде аммиака.

Изображение предоставлено: Джейк Гард на Unsplash

В недавнем отчете описывается инновационная перезаряжаемая металл-азотная батарея на основе палладиевого (Pd) катода с графеновым покрытием и полированного алюминиевого (Al) анода, соединенного с ионным жидким электролитом, состоящим из хлорида алюминия / 1-бутил-3-метилимидазолия хлорида. .

Примечательно, что батарея Al-N ₂ показала свою двойную цель: не только накапливать и извлекать энергию, но и быть способной фиксировать поток азота (N ₂ ) в виде аммиака (NH ₃ ).

Чтобы пояснить, принципы работы этой новой батареи Al-N ₂ показаны на рисунке, а сбалансированные электрохимические реакции, протекающие в батарее, представлены ниже:

Анод : 2Al + 14AlCl ₄ ^— ↔ 8Al ₂ Cl ₇ ^— + 6e ^—

Катод : 8Al ₂ Cl ₇ ^— + N ₂ + 6e ^— ↔ 2AlN + 14AlCl ₄ ^—

Всего : 2Al + N ₂ ↔ 2AlN

Батарея Al-N ₂ продемонстрировала фарадеевский КПД 51.2% по сравнению с 5%, о которых сообщалось ранее, батареи M-N ₂ на основе литиевых (Li) и натриевых (Na) анодов из щелочных металлов.

При сравнении Al-N ₂ с батареей Li-N ₂ предшествующего уровня техники, следует отметить, что свободная энергия образования ΔG _f (AlN) = -287 кДж / моль более отрицательна, чем для ΔG _f (Li ₃ N) = -154 кДж / моль. Термодинамически это указывает на спонтанность реакции Al (s) + N ₂ (g) -> 2AlN (s) больше, чем 6Li (s) + N ₂ (g) -> 2Li ₃ N ( с), а напряжение холостого хода для Al-N ₂ (0.99 В) оказывается больше, чем Li-N ₂ (0,53 В). Кроме того, стандартный восстановительный потенциал Al меньше, чем у Li, обеспечивает большую химическую стабильность Al по сравнению с Li. Кроме того, естественный пассивирующий слой Al ₂ O ₃ на Al придает ему большую безопасность при обращении по сравнению с Li.

Помимо способности Al-N ₂ работать в качестве перезаряжаемой батареи, он «убивает двух зайцев одним выстрелом», также работая как фиксирующее устройство N ₂ , производя водный раствор NH ₃ из электрохимически образованный AlN в соответствии со сбалансированным уравнением растворения щелочного металла:

AlN + NaOH + 2H ₂ O -> NaAlO ₂ + NH ₃ • H ₂ O

Характеристики фиксации N ₂ батареи Al-N ₂ впечатляют, обеспечивая производительность по NH ₃ равную 27. 1 мг / г _cat .h.

В целом, изобретение устройства двойного назначения для накопления энергии и фиксации азота Al-N ₂ хорошо говорит о распределенной и устойчивой форме сельского хозяйства будущего — видении, которое предвещает интересную экологически чистую альтернативу энергоемким и парниковым газам. Процесс Габера – Боша и новые альтернативные технологии восстановления водного электрохимического восстановления зеленого аммиака N ₂ .

Автор: Джеффри Озин

Solar Fuels Group, Университет Торонто, Онтарио, Канада, электронная почта: [email protected], Веб-сайты: www.nanowizard.info, www.solarfuels.utoronto.ca, www.artnanoinnovations.com.

Артикул:

Гуо, Ин и др., Перезаряжаемая батарея Al-N ₂ для хранения энергии и высокоэффективная N ₂ Fixation, Energy & Environmental Science (2020). DOI: 10.1039 / D0EE01241F

Ван, Лу и др. , Экологизация аммиака в сторону солнечного завода по переработке аммиака, Джоуль 2,6 (2018). DOI: 10.1016 / Дж. Джоуль.2018.04.017

Нежелательная батарея — 2,65 В перезаряжаемый алюминий-ионный аккумулятор: 12 шагов (с изображениями)

Моя первоначальная ячейка на самом деле представляет собой «Вариант: лом алюминиевых трубок и графитовый стержень» далее в этом руководстве. Эта инструкция — моя первая попытка создать плоскую камеру. Ниже приведен список ингредиентов, конструкция и то, что я считаю теорией, лежащей в основе клетки.

Самые основные ингредиенты:

Жидкое стекло — силикат натрия — не требует много.

Алюминий

Мочевина

Соль (NaCl)

Бора

Эпсомская соль

Базовый процесс сборки: (рекомендуется вариант с алюминиевой трубкой)

1. Покрасьте алюминиевую поверхность «внутри» водяным стеклом (натрий силикат). Он прореагирует и образует белый гель и темный гель. Он будет производить водород и нагреваться во время этой реакции … так что будьте осторожны.

2. Вы можете поместить на него разделитель для бумаги или волновую бумагу, и оставить на 24–48 часов

3.Смешайте кашицу из мочевины, соли, буры и эпсома в равных частях. Вы также можете добавить небольшое количество водяного стакана, чтобы ослабить его.

4. Нанесите смесь на разделитель бумаги.

5. Вставьте / накройте графитовым электродом. Вы также можете попробовать медь, но я еще не пробовал. Скорее всего, у вас будет немного более низкое напряжение ~ 2,25 В

6. Начальное напряжение элемента должно быть около 1,3-1,4 В — я не уверен на 100%, почему … но это дает вам представление о том, что он работает.

7.заряд> 3.5в, разряд через белый светодиод. возможно более высокое напряжение (4–10 В), но при этом будет образовываться газообразный хлор, что является плохой новостью. Насколько я могу судить, это в конечном итоге не влияет на батарею. Он может пузыриться из-за того, что кажется водой с растворенным AlCl. Не стоит прикасаться или глотать.

8. Иногда оставляйте его на ночь без подзарядки.

9. повторить 6/7 — и аккум потихоньку поправится.

10. Ячейку можно переплавить в алюминий, если вы захотите ее переработать.. вы можете добавить щелок, чтобы дезактивировать любые соли в электролите.

11. Первые 10 или около того зарядов могут вас немного разочаровать. Так держать, вы увидите, что постепенно он улучшится.

Моя рабочая теория:

1. Жидкое стекло (силикат натрия) реагирует с алюминием с образованием (силикат алюминия — родственник глины). Это «белый гель»

2. «Свободный» натрий реагирует с водой с образованием щелока (NaOH).

3. Щелок реагирует с алюминием с образованием гидроксида алюминия (и водорода)

4.Бура (тетраборат натрия) и соль (NaCL) уже содержат ионы натрия, поэтому не вступайте в реакцию.

5. Сульфат магния, который я добавил, так как магний гораздо более реактивен, чем алюминий, и я считаю, что он может помочь поддерживать уровень электролита. Возможно, в этом нет необходимости.

6. При перезарядке ячейки NaCl превратится в NaOH и хлор.

7. Хлор реагирует с AlOH и Al с образованием AlCl

8. Затем мочевина помогает создать глубокий эвтектический растворитель с AlCl, действующим как наш электролит.

9. Ионы алюминия внедряются в графит, но при разряде соединяются с силикатом алюминия.

10. Я считаю, что силикат алюминия и силикат натрия — это «карусель», которая заставляет процесс работать, и что мы по мере того, как в смеси становится все меньше и меньше воды, мы ищем идеальный баланс, позволяющий батарее работать хорошо.

11. Я не уверен, что бура и эпсом нужны, но по моему опыту они улучшают работу батарей.

Какие материалы можно использовать для изготовления батареи?

Батареи — это системы, которые накапливают химическую энергию и затем выделяют ее в виде электрической энергии, когда они подключены к цепи.Батареи могут быть изготовлены из многих материалов, но все они имеют три основных компонента: металлический анод, металлический катод и электролит между ними. Электролит — это ионный раствор, который позволяет заряду проходить через систему. При подключении нагрузки, такой как электрическая лампочка, происходит окислительно-восстановительная реакция, которая высвобождает электроны из анода, в то время как катод набирает электроны (см. Ссылку 1).

Potato Battery

Аккумуляторы могут быть очень простыми. Картофель содержит достаточно фосфорной кислоты, чтобы действовать как электролит, и из него можно сделать простую низковольтную батарею.Чтобы сделать батарейку из картофеля, вам понадобится кусок цинка, например оцинкованный гвоздь, и кусок меди, например медная проволока или пенни. Вставьте оба предмета в картофель и прикрепите их к чему-либо, что вы хотите включить, например, к часам или светодиодной лампе. Цинк действует как анод, медь действует как катод, и у вас есть батарея. Он также будет работать с лимонной кислотой лимона (см. Ссылки 2 и 5).

Voltaic Pile

Для изготовления простой батареи не нужно производить. Одна из первых батарей, изобретенных Алессандро Вольта, — это гальваническая батарея. Это стопка чередующихся листов цинка и меди, разделенных бумагой, пропитанной соленой водой или уксусом, в результате чего образуется серия тонких аккумуляторных элементов. Подключение проводов сверху и снизу сваи к нагрузке замыкает цепь. Создаваемое напряжение ограничено, потому что вес батареи может в конечном итоге выдавить электролит между самыми нижними слоями (см. Ссылки 3 и 5).

Ячейка Даниэля

Если вам нужно больше напряжения, сделайте ячейку Даниэля, изобретенную Джоном Фредериком Дэниеллом.Ячейка Даниэля состоит из полоски меди в растворе сульфата меди и полоски цинка в растворе сульфата цинка. Солевой мостик соединяет два раствора электролита. Ячейки могут быть соединены последовательно для получения более высоких напряжений. Как и в случае с другими простыми батареями, цинк теряет электроны, а медь приобретает электроны (см. Ссылки 4 и 5).

Коммерческие аккумуляторные батареи

В коммерческих аккумуляторах используются различные металлы и электролиты.