Magnetohidrodinamisko nestabilitāšu izpēte liela mēroga šķidro metālu bateriju realizācijai
Sākums: 31.08.2018 Noslēgums: 31.08.2021
-
Projekta numurs
-
lzp-2018/1-0017
-
-
Finansējums
-
300 000 EUR
-
-
Projekta vadītājs
-
Andris Bojarevičs
-
-
Projektu īsteno
-
Latvijas Universitāte
-
Zinātnes nozares
-
Vides inženierija un enerģētika
-
Fizika un astronomija
Kopsavilkums
Pastāvīgi pieaugoša atjaunojamo enerģijas avotu izmantošana dēļ to svārstīgās jaudas rada elektrosadales tīkliem nepieciešamību pēc vismaz vairāku dienu ļoti augstas kapacitātes enerģijas uzglabāšanas iespējām. Šķidrā metāla baterijas ir daudzsološs risinājums energosadales tīklu mēroga enerģijas glabāšanai. Līdz šim tikai nedaudz laboratorijas pasaulē ir izpētījušas un izstrādājušas laboratorijas mēroga šķidro metāla bateriju (LMB - liquid metal battery) prototipus. Tehnoloģiju nepieciešams turpināt arvien detalizētāk pētīt, jo, to mērogojot, nepieciešams ņemt vērā arvien jaunus aspektus. Šķidro metālu batterija tiek veidota no diviem dažādu metālu slāņiem, starp kuriem atrodas elektrolīta slānis. Šī projekta mērķis ir palielināt baterijas efektivitāti samazinot elektrolīta slāņa biezumu un palielinot baterijas šūnas izmēru. Lielākos izmēros magnetihidrodinamiska starpfāžu nestabilitāte var izjaukt baterijas uzlādes/izlādes procesus (piemērtam, radot īssavienojumu). Fāžu virsmas stabilitāti nosaka kopējais magnētiskais lauks ko rada gan baterijas iekšējās elektriskās strāvas gan fona magnētiskais lauks, ko rada strāvu pievadi un feromagnētiski objekti, un pat zemes magnētiskais lauks. Būtiski baterijas šūnas hidrodinamisko stabilitāti var ietekmēt arī blakus esošo šūnu radītais magnētiskais izkliedes lauks, ko nepieciešams īpaši apskatītTāpat būtiska loma ir elektroķīmiskajiem un termiskajiem procesiem un ekenomiskajiem apsvērumiem jau pat eksperimentāli izpētot un meklējot sistēmas parametru kopu, kas būtu pietiekami stabila arī lielā mērogā. Projektā paredzēts izvediot vidēja mēroga šķidro metāla baterijas protatipu (apm. 1x1m), kas ir aprīkot ar speciāli izstrādātiem mērinstrumentiem un sensoriem. Baterijas prototipu paredzēts testēt dažādos uzlādes un izlādes cikla režīmos, lai pābaudītu tā stabilitāti, uzticamību un efektivitāti. Apkārtējo šūnu un pievadu magnētiskais lauks tols simulēts ar atbilstošas konfigurācijas spoļu vijumiem, kas vienlaicīgi arī ļaus ērti iegūt un mainīt dažādas magnētiskā lauka konfigurācijas.
Projektu konkurss:
Fundamentālo un lietišķo pētījumu projektu 2018. gada 1. atklātais konkurss
Projekta īstenošanas zinātniskā un sociālā ietekme ir apkopota pārskatā[PDF]
Projekta rezultāti [PDF]