রাসায়নিক ব্যাটারির সর্বোচ্চ তাত্ত্বিক শক্তি ঘনত্ব কত?

Question

এটি আরও একটি পদার্থবিজ্ঞান / রসায়ন / ন্যানোটেক প্রশ্ন, তবে আপনি কোনও রাসায়নিক ব্যাটারি (বা জ্বালানী সেল) থেকে বেরিয়ে আসতে পারেন এমন তাত্ত্বিক সেরা শক্তি ঘনত্বটি কী, যদি আপনি কোনওভাবে পরমাণুগুলি সাজিয়ে নিতে পারেন তবে? আমি ডায়মন্ড যুগে বর্ণিত ন্যানোটেক ব্যাটারির কথা ভাবছি । এটি কীভাবে বর্তমান প্রযুক্তির সাথে তুলনা করে?

এটি বিশেষত রাসায়নিক ব্যাটারি সম্পর্কে , যা পারমাণবিক, অ্যান্টিমেটার, সিএএম বা অন্যান্য বিদেশী প্রযুক্তি নয়, চার্জড অবস্থায় পরমাণু দ্বারা পরমাণু তৈরি করা যেতে পারে ।

Comments

আপনি কতটা তাত্ত্বিক হতে চান তার উপর নির্ভর করে, একটি অ্যান্টি-ম্যাটার ব্যাটারি তাত্ত্বিক উচ্চতর হবে বলে আমি বিশ্বাস করি যখন এটি ম্যাটারের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় আপনি ভর থেকে শক্তিতে একটি নিখুঁত বা কাছাকাছি নিখুঁত রূপান্তর পাবেন।

— চিহ্নিত করুন

অ্যান্টিমেটার-পদার্থের বিক্রিয়াগুলি রাসায়নিক বিক্রিয়া হিসাবে গণ্য হয়?

— এন্ডোলিথ

@ সাইব্রিয়ন: বিশুদ্ধতার দ্বারা শৃঙ্খলাবদ্ধ।

— নিক টি

যদিও এই প্রশ্নের সদৃশ হিসাবে বন্ধ করা হয়েছে, এএএএ ​​(বা এএ) ব্যাটারি ধরে রাখতে পারে এমন কিলো-ওয়াট ঘন্টার সংখ্যার কি সীমা রয়েছে? উত্তর রয়েছে (যেমন এটি ওজনের চেয়ে ভলিউমের সাথে সম্পর্কিত শক্তির ঘনত্বের বিষয়ে কথা বলছে, যা এই উত্তরগুলিতে মনোনিবেশ করা বলে মনে হয়

— মার্ক বুথ

আমি যেমন এটি বুঝতে পারি, ভ্যানডিয়াম-বোরাইড-এয়ার ব্যাটারির 27kW / লিটারের অর্ডারে একটি তাত্ত্বিক শক্তি ঘনত্ব রয়েছে, তবে আমি ভুলে গিয়েছিলাম যে কে কিউএ / কেজিতে কী কাজ করেছে তবে পেট্রোলটির কেবলমাত্র 10 কেডওয়্যার / এল। যতদূর আমি জানি এটি রিচার্জেযোগ্য নয়। 27 কেডাব্লু / এল সর্বনিম্ন জায়গায় সর্বাধিক শক্তির জন্য প্যান্টগুলিকে হারাতে পারে। ওজন অনুসারে যদিও (কে ডাব্লু / কেজি), আমি মনে করি বিজয়ী লিথিয়াম-এয়ার।

— স্যাম

Answer 1

আমি এই প্রশ্নের আসল উত্তর জানি না, তবে আমি উত্তরটির কমপক্ষে উপরের আবদ্ধ এবং সত্য উত্তরটি সন্ধান করার একটি উপায় জানি।

ব্যাটারি বিজ্ঞানীদের একটি মেট্রিক থাকে যার নাম সর্বাধিক তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট শক্তি; আপনি রবার্ট হাগিনস দ্বারা উন্নত ব্যাটারি সংজ্ঞা সম্পর্কে পড়তে পারেন । এই মুহুর্তে, আপনি কিনতে পারেন এমন সবচেয়ে শক্ত ঘন ব্যাটারি হ'ল লিথিয়াম আয়ন, যা 100-200 ডাব্লু / কেজি সীমার মধ্যে থাকে। আমি জানি না সেরা ব্যাটারিটি কী, তবে পরে বইটিতে হাগিনস গণনা দেখায় যা লি / সিইউসিএল ₂ কোষের এমটিএসই 1166.4 ডাব্লু / কেজি আছে indicate (বর্তমান ব্যাটারির ক্ষমতা 5x!)

আমরা জানি যে সর্বোচ্চ এমটিএসই কমপক্ষে 1166.4 ডাব্লু / কেজি; আপনি অন্যান্য পদ্ধতিতে মন্ত্রীদের জন্য একই মান গণনা করতে তার পদ্ধতিটি ব্যবহার করতে পারেন তবে অনুসন্ধানের জায়গাটি বেশ বড়।

আমি ইন্টারনেটে লি / ও ₂ এবং আল / ও ₂ ব্যাটারির এমটিএসই সহ যথাক্রমে 2815 এবং 5200 হুই / কেজি রেফারেন্সও দেখেছি । এই তথ্যসূত্রগুলি কতটা বিশ্বাসযোগ্য তা নিশ্চিত। পরবর্তী তথ্যসূত্রগুলি, যেমন ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সোসাইটির জার্নালের ২০০৮ সালের নিবন্ধের মতো , পরামর্শ দেয় যে লি / ও ₂ কোষের এমটিএসই প্রায় 1400 ডাব্লু / কেজি।

Comments

ব্যাটারির মতো মনে হয় যা বায়ু প্রশ্বাস নেয় তা ভরতে গণনা না করে শক্তি (বাতাসে ও 2) সঞ্চয় করতে ব্যাটারির বাইরে কিছু ব্যবহার করে শক্তি ঘনত্বের গণনা প্রতারণা করে? এগুলি জ্বালানীর ট্যাঙ্কের চেয়ে গাড়ির ইঞ্জিনের সাথে আরও অভিন্ন হয়ে যায়।

— ম্যাট বি।

@ ম্যাটবি: হ্যাঁ, এটি প্রতারণার মতো, তবে তা নয়। আমি আনন্দিত যে এটি উল্লেখ করা হয়েছিল কারণ আমি এটি ভেবেও দেখিনি।

— এন্ডোলিথ

"4Li + O2 → 2Li2O অনুসারে বিভিন্ন ধাতব-বায়ু ব্যাটারি রাসায়নিক দম্পতিগুলির মধ্যে (সারণী 1), লি-এয়ার ব্যাটারি সবচেয়ে আকর্ষণীয় কারণ লি এবং অক্সিজেনের মধ্যে কোষের স্রাব বিক্রিয়া প্রতিক্রিয়া দেখা দেয়, 4Li + O2 → 2Li2O এর মতে ওপেন-সার্কিট রয়েছে ২.৯ V ভোল্টেজের ভোল্টেজ এবং তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট শক্তি 10২১০ ডাব্লু / কেজি। অনুশীলনে, ব্যাটারিতে অক্সিজেন সংরক্ষণ করা হয় না এবং অক্সিজেন বাদে তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট শক্তি হ'ল 11140 ডাব্লু / কেজি (40.1 এমজে / কেজি) এই চিত্রটির সাথে তুলনা করুন পেট্রোলের জন্য 44 এমজে / কেজি (পেট্রোল শক্তির সামগ্রী দেখুন) see en.wikedia.org/wiki/Lithium_air_battery

— এন্ডোলিথ

উপরের বন্ডটি অর্জনযোগ্য যদি আপনার একটি ছোট ঘর থাকে তবে প্রচুর জ্বালানী।

— ব্যবহারকারী 3528438

এছাড়াও মনে রাখবেন যে প্রথম জ্বালানী সেলটি কী চালায়, জ্বালানী কোষের জন্য আজ পর্যন্ত সবচেয়ে সহজ এবং সর্বোচ্চ ঘনত্বের জ্বালানী।

— ব্যবহারকারী 3528438

Answer 2

যদি আমরা রাসায়নিক ব্যাখ্যার ( যাদুবিদ্যার মাধ্যমে) বিদ্যুত উত্পাদন করে এমন কোনও ধরণের ডিভাইস বোঝাতে "ব্যাটারি" প্রসারিত করতে চাই , তবে উপরের 100% দক্ষ সীমাটি হবে প্রতিক্রিয়ার রাসায়নিক সংশ্লেষ।

একটি তাত্ত্বিক "চিনি + বায়ু" ব্যাটারির গণনা:

• গ্লুকোজ জ্বলনের স্ট্যান্ডার্ড এনথ্যালপি: −2805 কেজে / মল (আমি মনে করি এটি স্ট্যান্ডার্ড উপাদানগুলিতে পচনের বাইরে একটি শর্টকাট?)
• 2805 কেজে / মোল / 180 গ্রাম / মোল = 4328 ডাব্লু। ঘন্টা / কেজি

সর্বাধিক রাসায়নিকভাবে ঘন যৌগটি কী তা নিশ্চিত নন তবে আপনি কেবল এটির মধ্যে প্লাগ করতে পারেন।

পারমাণবিক চালিত কক্ষগুলি আরও বেশি যাদুকরী হতে পারে, E = mc²:

• 1 কেজি × c² = 2.5 × 10 ** 13 ডাব্লু · এইচ

Comments

এই অন্যান্য রাসায়নিক মন্ত্রীরা কি যাদু হতে হবে কারণ তারা ধাতব মাধ্যমে সরাসরি ইলেকট্রনকে ধাক্কা দেয় না?

— এন্ডোলিথ

বেশিরভাগ কারণ এগুলি বৈদ্যুতিন রাসায়নিক কোষ নয়, তাই বিদ্যুৎ রূপান্তর করার শক্তিটি অন্য কোনও উপায়ে ঘটতে হবে (যেমন বিদ্যুৎকেন্দ্র বা উদ্ভিদ উদ্ভিদ ।)

— নিক টি

চিনি + এয়ার? কেন, বলুন, সি 4 + এয়ার?

— কেভিন ভার্মির

সি 4 (বা যাইহোক টিএনটি) চিনির চেয়ে কম শক্তি-ঘন is en.wikedia.org/wiki/Energy_density

— ম্যাট বি

বা কার্বন-বায়ুতে কম হাইড্রোজেন জড়িত। আপনার কার্বন হিসাবে হীরা ব্যবহার করবেন? খাঁটি সি 12 হীরা, কম ওজনের জন্য? :)

— wbeaty

Answer 3

শিল্পের লিথিয়াম / সালফার ব্যাটারির বর্তমান অবস্থা প্রায় 350 ডাব্লু / কেজি। এবং অতএব তালিকাভুক্ত বেশ কয়েকটি মন্ত্রীর মতো অনিয়ন্ত্রিত নয়।

এখানে কিছু বিশদ তথ্য রয়েছে: https://en.wikedia.org/wiki/Lithium-sulphur_battery

Comments

গণিত নেই? কোন প্রশংসা নেই?

— বোর্ট

@ গ্লেন মার্কআপ সিস্টেমটি আপনার লিঙ্কটি সরিয়েছে বলে মনে হচ্ছে। আপনি আবার চেষ্টা করতে চান? আপনার উত্তরে এটি সম্পাদনা করুন।

— অ্যারোনডি

সম্পন্ন. অনুগ্রহ করে আমাকে ক্ষমা করবেন. আমি এই বোর্ডে নতুন

— গ্লেন

Answer 4

জ্বালানী কোষগুলিতে ব্যাটারির চেয়ে উচ্চতর ঘনত্বযুক্ত শক্তি ঘনত্ব থাকবে তবে পাওয়ারের ঘনত্ব কম থাকবে। অন্যদিকে, ক্যাপাসিটারগুলিতে উচ্চ শক্তি ঘনত্ব থাকবে তবে শক্তির ঘনত্ব কম থাকবে।

এই তাত্ত্বিক মান বিবেচনা করুন

শক্তি ঘনত্ব = ভোল্টেজ এক্স ক্ষমতা

পাওয়ার ঘনত্ব = ভোল্টেজ এক্স বর্তমান

ক্ষমতা = ফ্যারাডে কনস্ট এক্স # ইলেক্ট্রন স্থানান্তরিত (উদা: লি-আয়ন ব্যাটারির জন্য 1) x 1 / মেগাওয়াট

বর্তমান ক্ষমতা এবং স্রাবের হারের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ একটি সি / 2 হারে, আপনি 2 ঘন্টার মধ্যে পুরোপুরি স্রাব করবেন, সুতরাং যদি মোট ক্ষমতা 100 এমএএইচ / জি হয়, তবে বর্তমান 1 জি এর জন্য 50 এমএ হতে হবে। বলুন আমাদের কাছে একটি 2 ভি ব্যাটারি রয়েছে, তবে পাওয়ারটি 1 জি এর জন্য 100 মেগাওয়াট হবে। (এছাড়াও এই ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব 200 মেগাওয়াট / জি হবে)

ভোল্টেজ = E0cathode - E0anode, E0 = - ডেল্টা জি (ফ্রি গীবস শক্তি হিসাবে) / (# চার্জ এক্স ফ্যারাডে কনস্ট)

সর্বাধিক প্রচলিত ক্ষেত্রে যেখানে আপনার অ্যানোডে ধাতব আয়ন হ্রাস রয়েছে (লি-আয়ন অন্তর্ভুক্ত) E0anode হচ্ছে ধাতুর হ্রাস সম্ভাবনা, এখানে দেখুন: http://en.wikedia.org/wiki/Sandard_electrode_potential_%28data_page% 29

উদাহরণস্বরূপ: লি ++ e− লি (গুলি) E0 = −3.0401 ভি এর সাথে ভারসাম্যহীন