bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Categories:

Большая пожарная безопасность...



«Кроме того, у литий-ионных технологий есть преимущества и в другом, не самом последнем, вопросе – пожарной безопасности. Как уже было сказано, в ЛИА не выделяется водород, что отличает этот тип аккумуляторов от свинцово-кислотных и никель-кадмиевых. А значит, ЛИА не требуют специальных систем газоотведения, вентиляции и обслуживания. Тем самым они безопасны и удобны для использования», – писал в прошлом июне «Корабел.ру».

Оказывается, пожарная безопасность - дело относительное. Выделение водорода свинцово-кислотными аккумуляторам является процессом, который теоретически можно приборно контролировать, при этом измерение плотности электролита дает вполне объективное представление о предпосылках к этому. ИМХО, если бы свинцово-кислотные батареи снабжались контроллерами, как аккумуляторы в ноутбуках, контроль можно было бы сильно автоматизировать. Там и параметров-то нужно - плотность, температура, уровень электролита, возможно - уровень ионов H-.

С другой стороны, емкость источников тока под водой имеет критическое значение для автономности любых подводных аппаратов. С этой точки зрения, рано или поздно свинцово-кислотные аккумуляторы окончательно уйдут в прошлое. И тогда во всей красе встанет проблема теплового саморазгона аккумуляторов.

В отличие от бака с бензинном, который под водой можно взорвать динамитом, и пожара не случится - просто произойдет утечка - с аккумуляторами так не получится. Причина - аккумулятор содержит окислитель и горючее в самом себе. То есть, если начинается замыкание - энергия высвобождается вся. До последнего джоуля. И чем более емок аккумулятор, тем сильнее будет выделение тепла. То есть, если свинцовый аккумулятор замкнуть, то мало не покажется. А литий-ионный, с его большей емкостью - мы видим, короче...



Таким образом, если проблемы с обычными батареями на ПЛ теоретически можно как-то контролировать - и емкость меньше, и оборудование можно сделать соответствующее, то проблемы с литиевыми источниками уже нерешаемы в текущее время. Ибо гораздо большие допустимые токи разряда, плюс гораздо большая емкость - не дают шансов на прекращение реакции либо на ее протекание с вменяемыми параметрами, допускающими безопасное тушение.

Какие могут быть решения?

1. Вынос АКБ за пределы прочного корпуса. Это сложно тем, что появляется узел подключения, который должен работать в широком диапазоне давлений и температур. Кроме того, АКБ должна располагаться снизу, под лодкой (центр тяжести), и соответственно, обслуживание будет возможно исключительно при доковании. Кроме того, при посадке лодки на грунт повышается опасность повреждения АКБ, а также в случае боевых действий такая батарея больше подвержена воздействию ударной волны от глубинных взрывов.

2. Создание между анодом и катодом специального клапана. Например, из пористого вещества, которое при превышении температуры перекрывает поток ионов в электролите, например, разбухает. В случае внутреннего замыкания, такой слой выступает в качестве изолятора, разделяющего анод и катод ("горючее" и "окислитель"). Возможно, такая хреновина в конструкции приведет к уменьшению емкости батареи.

3. Разделение анода и катода. Здесь все очень плохо, ибо увеличение расстояния между катодом и анодом уменьшает ток разряда, и с определенной дистанции система уже перестает работать на отдачу энергии.

4. Создание химического накопителя энергии с раздельным хранением компонент. Поясним подробнее.

Пусть у нас есть некий электролит, который на аноде и катоде претерпевает определенные химические изменения. Если мы отберем этот электролит от анода и от катода - то заряд батареи уменьшится. Такое возможно, например, в солевых аккумуляторах. К сожалению, в реальных высокоемких аккумуляторах реальные электролиты вблизи электродов находятся в диссоциированной форме, потому такой фокус не пройдет - при отделении диссоциированного электролита он вырождается.

Однако, если у нас будет электролит, который с одной стороны, подобно электролиту в солевых аккумуляторах с химически нейтральным электродом, сам является носителем энергии, и который, с другой - сохраняет свои качества после обнуления электрического потенциала, мы можем изолировать от батареи катодный электролит и анодный электролит. И хранить их отдельно. Как горючее и окислитель. В этом случае, при условии целостности емкостей хранения, повреждение преобразователя не повлечет выделения большого количества энергии.

Хороший пример такого решения - это комбинация электролизного аппарата, баллонов для водорода и кислорода, и топливной ячейки. В силу тепловыделения, происходящего при рекомбинации ионов H-, КПД электролизного "аккумулятора" оставляет желать лучшего. Однако мы видим пример запасания энергии в независимо хранимом "электролите".

В данном варианте используется обратимость химических реакций. Думается, что в случае нахождения лучшего "электролита", чем вода, то есть вещества, которое обратимо преобразуется электрическим способом с накоплением-выделением энергии, создание раздельных "аккумуляторов", точнее комплексов прямого и обратного преобразования, окажется технически возможным. Кстати в этом случае заправка электричеством не будет отличаться от заливки бензина в бак - просто баков будет два.

Отдельный момент заключается в том, что в таком случае баки для хранения компонент электролита можно будет располагать вне прочного корпуса. Поскольку в отличие от батареи, сохраняющей свои качества исключительно при условии соблюдения механической структурной целостности, жидкость (возможно газ) в баке структуры не имеет - то есть, является формой, устойчивой к воздействию деформирующих нагрузок.

Ну и наконец, можно предложить вариант, при котором прочный корпус ПЛ делится на два, расположенных один под другим, и в рабочем состоянии нижний корпус с АКБ задраен намертво. Кроме того, этот корпус имеет автономную систему охлаждения и пожаротушения, там же у нас диагностика и все такое - но это просто более сложный вариант внешнего размещения аккумуляторов.

В любом случае решение проблемы возгорания аккумуляторов, особенно актуальное для тесных объемов подводных аппаратов, должно носить комплексный характер. Если возгорание мобилки в ряде случаев пережить можно (если мы не на заправке и не в воздухе), то взрыв мощной батареи в тесном отсеке ПЛ - уже нет. В силу этого нормы безопасности для аккумуляторов ПЛ должны быть пересмотрены в связи с теми изменениями, которые влечет большая накопленная емкость, должны быть разработаны более актуальные конструктивные решения, и возможно - созданы аккумуляторы нового типа. Особенно это важно в связи с особой ответственностью АКБ и особой сложностью и дороговизной ПЛ как технической системы.

Кстати, между прочим. Тут говорят, электрические самолеты выходят в коммерческую эксплуатацию? Ну так вот. В силу легкости конструкции планера самолета ЛЮБОЕ возгорание АКБ закончится уничтожением воздушного судна по причине разрушения конструкции. И об этом надо помнить и думать уже сегодня. Потому что всякие истории "баки потекли, а он спланировал и сел" - не проканают. Любое структурное механическое повреждение заряженной АКБ уничтожит самолет механически - планировать будет уже нечему.

Как ни странно, надежнее и пожаробезопаснее керосина для авиации еще никто ничего не придумал.
Tags: Мысли дилетанта, Се ля ви...
Subscribe

  • Надеюсь, крайнее "ха-ха" на сегодня...

    В свое время был такой прекрасный (по тем временам, и абсолютно прекрасный по нынешним) комедийный фильм "Робин Гуд: мужчины в трико".…

  • Со скучным выражением лица...

    Я когда-нибудь не сдержусь, и начну хуярить первым что попадет под руку, всех этих конченных дегенератов в погонах, которые мне тут глазки…

  • Гм...

promo bigdrum february 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments

  • Надеюсь, крайнее "ха-ха" на сегодня...

    В свое время был такой прекрасный (по тем временам, и абсолютно прекрасный по нынешним) комедийный фильм "Робин Гуд: мужчины в трико".…

  • Со скучным выражением лица...

    Я когда-нибудь не сдержусь, и начну хуярить первым что попадет под руку, всех этих конченных дегенератов в погонах, которые мне тут глазки…

  • Гм...