คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีบางประการของเกลือหลอมเหลวและของผสม จะทำเกลือครัวชิ้นเดียวได้อย่างไร? เกลือหลอมเหลวสำหรับเก็บพลังงานแสงอาทิตย์

เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ในการผลิตโลหะโดยอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว เกลือแต่ละชนิดสามารถให้บริการได้ แต่โดยปกติแล้ว ขึ้นอยู่กับความต้องการที่จะมีอิเล็กโทรไลต์ที่หลอมละลายค่อนข้างต่ำ มีความหนาแน่นที่ดี มีความหนืดค่อนข้างต่ำและสูง การนำไฟฟ้า แรงตึงผิวที่ค่อนข้างใหญ่ รวมถึงความผันผวนต่ำและความสามารถในการละลายโลหะ ในทางปฏิบัติของโลหะวิทยาสมัยใหม่ อิเล็กโทรไลต์หลอมเหลวที่ซับซ้อนกว่าถูกนำมาใช้ ซึ่งเป็นระบบของส่วนประกอบหลายส่วน (สองถึงสี่)
จากมุมมองนี้ คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของเกลือหลอมเหลวแต่ละชนิด โดยเฉพาะระบบ (ของผสม) ของเกลือหลอมเหลว มีความสำคัญอย่างยิ่ง
วัสดุทดลองจำนวนมากที่สะสมในบริเวณนี้เพียงพอแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของเกลือหลอมเหลวมีความเกี่ยวข้องกันและขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเกลือเหล่านี้ทั้งในของแข็งและในสถานะหลอมเหลว ปัจจัยหลังถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดและปริมาณสัมพัทธ์ของไพเพอร์และแอนไอออนในตาข่ายผลึกของเกลือ ธรรมชาติของพันธะระหว่างพวกมัน โพลาไรเซชัน และแนวโน้มของไอออนที่สัมพันธ์กันต่อการก่อตัวที่ซับซ้อนในการหลอมเหลว
ในตาราง. 1 เปรียบเทียบจุดหลอมเหลว จุดเดือด ปริมาตรโมลาร์ (ที่จุดหลอมเหลว) และค่าการนำไฟฟ้าที่เทียบเท่าของคลอไรด์หลอมเหลวบางชนิด จัดเรียงตามกลุ่มของตารางกฎธาตุของธาตุของ D.I. เมนเดเลเยฟ.

ในตาราง. 1 แสดงให้เห็นว่าคลอไรด์ของโลหะอัลคาไลที่เป็นของกลุ่ม I และคลอไรด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ต (กลุ่ม II) มีลักษณะเฉพาะด้วยจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ค่าการนำไฟฟ้าสูงและปริมาตรขั้วที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับคลอไรด์ที่อยู่ในกลุ่มต่อมา
นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในสถานะของแข็ง เกลือเหล่านี้มีโครงผลึกไอออนิก แรงของปฏิกิริยาระหว่างไอออนซึ่งมีความสำคัญมาก ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องยากมากที่จะทำลายโครงตาข่ายดังกล่าว ดังนั้น คลอไรด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธจึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ปริมาณโมลาร์ที่เล็กกว่าของคลอไรด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทก็เกิดขึ้นจากการมีอยู่ของพันธะไอออนิกที่แข็งแกร่งในผลึกของเกลือเหล่านี้ในปริมาณมาก โครงสร้างไอออนิกของเกลือที่ละลายในการพิจารณายังเป็นตัวกำหนดค่าการนำไฟฟ้าที่สูงอีกด้วย
ตามความเห็นของอ. Frenkel ค่าการนำไฟฟ้าของเกลือหลอมเหลวถูกกำหนดโดยการถ่ายโอนกระแส ส่วนใหญ่โดยไอออนบวกเคลื่อนที่ขนาดเล็ก และคุณสมบัติความหนืดเกิดจากประจุลบที่เทอะทะกว่า ดังนั้นค่าการนำไฟฟ้าที่ลดลงจาก LiCl เป็น CsCl เมื่อรัศมีของไอออนบวกเพิ่มขึ้น (จาก 0.78 A สำหรับ Li+ เป็น 1.65 A สำหรับ Cs+) และด้วยเหตุนี้ ความคล่องตัวจึงลดลง
คลอไรด์ของกลุ่ม II และ III (เช่น MgCl2, ScCl2, USl3 และ LaCl3) มีลักษณะการนำไฟฟ้าต่ำในสถานะหลอมเหลว แต่ในขณะเดียวกันก็มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดค่อนข้างสูง หลังบ่งชี้สัดส่วนที่สำคัญของพันธะไอออนิกในตะแกรงผลึกของเกลือเหล่านี้ โฮในการหลอมเหลว ไอออนธรรมดาจะมีปฏิกิริยากับการก่อตัวของไอออนเชิงซ้อนที่เคลื่อนที่ได้น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งจะช่วยลดการนำไฟฟ้าและเพิ่มความหนืดของการหลอมเหลวของเกลือเหล่านี้
โพลาไรซ์ที่แรงของคลอรีนแอนไอออนโดยไอออนบวก Be2+ และ Al3+ ขนาดเล็กทำให้เศษพันธะไอออนิกในเกลือเหล่านี้ลดลงอย่างรวดเร็ว และทำให้เศษส่วนของพันธะโมเลกุลเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยลดความแข็งแรงของตะแกรงผลึก BeCl2 และ AlCl3 เนื่องจากคลอไรด์เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะโดยมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ ปริมาณโมลาร์ขนาดใหญ่ และค่าการนำไฟฟ้าที่ต่ำมาก เห็นได้ชัดว่าสาเหตุหลังเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่า (ภายใต้อิทธิพลของปฏิกิริยาโพลาไรซ์ที่รุนแรงของ Be2+ และ Al3+) คอมเพล็กซ์ที่แข็งแกร่งเกิดขึ้นในเบริลเลียมหลอมเหลวและอะลูมิเนียมคลอไรด์ด้วยการก่อตัวของไอออนเชิงซ้อนขนาดใหญ่ในตัวมัน
อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำมาก (ซึ่งค่ามักจะต่ำกว่าศูนย์) และการเดือดนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยเกลือคลอไรด์ขององค์ประกอบกลุ่ม IV เช่นเดียวกับองค์ประกอบแรกของโบรอนกลุ่มที่ 3 ซึ่งมีโครงข่ายโมเลกุลล้วนๆ โดยมีพันธะตกค้างระหว่างโมเลกุลต่ำ ไม่มีไอออนในการละลายของเกลือดังกล่าว และพวกมันก็เหมือนกับผลึก ถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลที่เป็นกลาง (แม้ว่าอาจมีพันธะไอออนิกอยู่ภายในตัวหลัง) ดังนั้นปริมาณโมลาร์ขนาดใหญ่ของเกลือเหล่านี้ที่จุดหลอมเหลวและไม่มีค่าการนำไฟฟ้าของสารที่หลอมละลายที่สอดคล้องกัน
ฟลูออไรด์ของโลหะในกลุ่ม I, II และ III มีลักษณะเฉพาะโดยจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับคลอไรด์ที่สอดคล้องกัน นี่เป็นเพราะรัศมี F+ ที่เล็กกว่า (1.33 A) เมื่อเทียบกับรัศมีของ Cl+ แอนไอออน (1.81 A) และด้วยเหตุนี้ ฟลูออรีนไอออนมีแนวโน้มที่จะเกิดโพลาไรซ์ที่ต่ำลง และด้วยเหตุนี้ การก่อตัวของผลึกไอออนิกที่แรง ขัดแตะโดยฟลูออไรด์เหล่านี้
สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเลือกสภาวะที่เหมาะสมสำหรับอิเล็กโทรไลซิสคือแผนภาพการหลอม (แผนภาพเฟส) ของระบบเกลือ ดังนั้น ในกรณีของการใช้เกลือหลอมเหลวเป็นอิเล็กโทรไลต์ในการผลิตโลหะด้วยไฟฟ้า ประการแรกจำเป็นต้องมีโลหะผสมของเกลือที่หลอมละลายต่ำซึ่งมีอุณหภูมิอิเล็กโทรไลซิสต่ำเพียงพอและใช้พลังงานไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเพื่อรักษา อิเล็กโทรไลต์ในสถานะหลอมเหลว
อย่างไรก็ตาม ที่อัตราส่วนที่แน่นอนของส่วนประกอบในระบบเกลือ สารประกอบทางเคมีที่มีจุดหลอมเหลวสูงสามารถปรากฏขึ้นได้ แต่ด้วยคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อื่นๆ (เช่น ความสามารถในการละลายออกไซด์ในสถานะหลอมเหลวได้ง่ายกว่าเกลือหลอมเหลวแต่ละชนิด เป็นต้น)
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเมื่อเราจัดการกับระบบของเกลือตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป (หรือเกลือและออกไซด์) ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างส่วนประกอบของระบบเหล่านี้ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของยูเทคติกหรือยูเทคติก (ขึ้นอยู่กับความแรงของปฏิกิริยาดังกล่าว) ไดอะแกรมหรือพื้นที่ของสารละลายที่เป็นของแข็ง หรือไม่สอดคล้องกัน (ที่มีการสลายตัว) หรือสารประกอบทางเคมีที่หลอมละลายอย่างสอดคล้อง (ไม่มีการสลายตัว) การจัดลำดับโครงสร้างของสสารที่จุดที่สอดคล้องกันในองค์ประกอบของระบบ เนื่องจากการโต้ตอบเหล่านี้ จะยังคงอยู่ในระดับหนึ่งในการหลอมเหลว กล่าวคือ เหนือเส้น liquidus
ดังนั้น ระบบ (สารผสม) ของเกลือหลอมเหลวจึงมักมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าเกลือหลอมเหลวแต่ละชนิด และในกรณีทั่วไป ส่วนประกอบโครงสร้างของส่วนผสมของเกลือหลอมเหลวสามารถเป็นไอออนธรรมดา ไอออนเชิงซ้อน และแม้แต่โมเลกุลที่เป็นกลางได้พร้อมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ ตาข่ายผลึกของเกลือที่สอดคล้องกันมีพันธะโมเลกุลจำนวนหนึ่ง
ตัวอย่างเช่น ให้พิจารณาผลกระทบของไอออนบวกของโลหะอัลคาไลต่อการหลอมได้ของระบบ MeCl-MgCl2 (โดยที่ Me เป็นโลหะอัลคาไลในรูปที่ 1) ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยเส้น liquidus ในแผนภาพเฟสที่สอดคล้องกัน จากรูปที่รัศมีของไอออนบวกของอัลคาไลคลอไรด์เพิ่มขึ้นจาก Li+ เป็น Cs+ (ตามลำดับ จาก 0.78 A ถึง 1.65 A) แผนภาพการละลายจะซับซ้อนมากขึ้น: ในระบบ LiC-MgCl2 ส่วนประกอบจะก่อตัวเป็นของแข็ง โซลูชั่น; มียูเทคติกขั้นต่ำในระบบ NaCl-MgCl2; ในระบบ KCl-MgCl2 สารประกอบ KCl*MgCl2 หนึ่งตัวที่หลอมละลายอย่างสอดคล้องกัน และบางที สารประกอบ 2KCl*MgCl2 ที่ละลายไม่เข้ากันหนึ่งชนิดจะก่อตัวขึ้นในเฟสของแข็ง ในระบบ RbCl-MgCl2 แผนภาพการหลอมเหลวมีค่าสูงสุดสองค่าที่สอดคล้องกับการก่อตัวของสารประกอบหลอมเหลวสองชนิดที่สอดคล้องกันอยู่แล้ว RbCl*MgCl2 และ 2RbCl*MgCl; ในที่สุด ในระบบ CsCl-MgClg จะเกิดสารประกอบทางเคมีที่หลอมละลายอย่างสอดคล้องกันสามชนิด CsCl*MgCl2, 2CsCl*MgCl2 และ SCsCl*MgCl2 รวมทั้งสารประกอบ CsCl*SMgCl2 ที่หลอมละลายไม่เข้ากัน ในระบบ LiCl-MgCb ไอออน Li และ Mg มีปฏิกิริยาโต้ตอบกันโดยประมาณเท่าๆ กันกับคลอรีนที่ไม่มี ดังนั้นการหลอมที่เกี่ยวข้องจึงเข้าหาสารละลายที่ง่ายที่สุดในโครงสร้าง เนื่องจากแผนภาพการหลอมได้ของระบบนี้มีลักษณะเฉพาะโดยมีสารละลายที่เป็นของแข็งอยู่ในนั้น . ในระบบ NaCi-MgCl2 เนื่องจากการเพิ่มรัศมีของโซเดียมไอออนบวก พันธะระหว่างโซเดียมกับคลอรีนไอออนจึงอ่อนลง และทำให้ปฏิกิริยาระหว่าง Mg2+ และ Cl-ion เพิ่มขึ้น ซึ่งอย่างไรก็ตาม อย่างไรก็ตาม ไม่ได้นำไปสู่การปรากฏตัวของไอออนเชิงซ้อนในการหลอมเหลว ลำดับการหลอมเหลวที่เกิดขึ้นจากสาเหตุนี้ทำให้เกิดยูเทคติกในแผนภาพการหลอมเหลวของระบบ NaCl-MgCl2 การอ่อนตัวลงของพันธะระหว่างไอออน K+ และ C1- ที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากโพแทสเซียมไอออนที่มีรัศมีกว้างกว่านั้น ทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนกับ Cl- ซึ่งนำไปสู่ตามแผนภาพการหลอมเหลวของ KCl-MgCl2 เพื่อการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีที่เสถียร KMgCl3 และในการหลอม - เพื่อการปรากฏตัวของแอนไอออนเชิงซ้อนที่สอดคล้องกัน (MgCl3-) การเพิ่มขึ้นอีกในรัศมีของ Rb+ (1.49 A) ​​และ Cs+ (1.65 A) ทำให้พันธะระหว่าง Rb และ Clion อ่อนลงยิ่งขึ้นในด้านหนึ่งและ Cs+ และ Clion บน ในอีกทางหนึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนเพิ่มเติมของแผนภาพการละลายได้ของระบบ RbCl-MgCb เมื่อเปรียบเทียบกับแผนภาพการหลอมละลายของระบบ KCl - MgCb และในระดับสูงยิ่งขึ้นไปสู่ความซับซ้อนของแผนภาพการละลายของ CsCl-MgCl2 ระบบ.

สถานการณ์มีความคล้ายคลึงกันในระบบ MeF-AlF3 ซึ่งในกรณีของระบบ LiF - AlF3 แผนภาพการหลอมละลายจะทำเครื่องหมายสารประกอบทางเคมี SLiF-AlFs หนึ่งตัวที่หลอมละลายอย่างสอดคล้องกัน และแผนภาพการหลอมเหลวของระบบ NaF-AIF3 แสดงหนึ่งอย่างสอดคล้องกันและหนึ่ง สารประกอบทางเคมีที่หลอมละลายอย่างไม่สม่ำเสมอ 3NaF*AlFa และ 5NaF*AlF3 ตามลำดับ เนื่องจากความจริงที่ว่าการก่อตัวในระยะเกลือในระหว่างการตกผลึกของสารประกอบทางเคมีหนึ่งหรืออีกชนิดหนึ่งก็สะท้อนให้เห็นในโครงสร้างของการหลอมเหลวนี้ด้วย (ลำดับที่มากขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของไอออนเชิงซ้อน) สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกัน นอกเหนือไปจากการหลอมได้ และคุณสมบัติทางเคมีกายภาพอื่นๆ ซึ่งเปลี่ยนแปลงอย่างมาก (ไม่เป็นไปตามกฎการเติม) สำหรับองค์ประกอบของส่วนผสมของเกลือหลอมเหลว ซึ่งสอดคล้องกับการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีตามแผนภาพการหลอมเหลว
ดังนั้นจึงมีความสอดคล้องกันระหว่างไดอะแกรมองค์ประกอบและคุณสมบัติในระบบเกลือ ซึ่งแสดงให้เห็นในข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อมีการระบุสารประกอบทางเคมีในแผนภาพการหลอมของระบบ การหลอมที่สอดคล้องกับองค์ประกอบนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการตกผลึกสูงสุด อุณหภูมิ ความหนาแน่นสูงสุด ความหนืดสูงสุด ค่าการนำไฟฟ้าต่ำสุด และคู่ความยืดหยุ่นต่ำสุด
การติดต่อดังกล่าวในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของส่วนผสมของเกลือหลอมเหลวในสถานที่ที่สอดคล้องกับการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีที่บันทึกไว้ในแผนภาพการหลอมละลาย แต่ไม่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของโมเลกุลที่เป็นกลางของสารประกอบเหล่านี้ในการหลอม ตามที่เชื่อกันก่อนหน้านี้ แต่เนื่องจากการจัดโครงสร้างการหลอมที่สอดคล้องกันมากขึ้น ความหนาแน่นของการบรรจุที่สูงขึ้น ดังนั้น - อุณหภูมิของการตกผลึกและความหนาแน่นของการหลอมดังกล่าวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การมีอยู่ในการหลอมดังกล่าวในปริมาณที่ใหญ่ที่สุดของไอออนเชิงซ้อนขนาดใหญ่ (ซึ่งสอดคล้องกับการก่อตัวของสารประกอบเคมีบางชนิดในเฟสของแข็ง) ยังนำไปสู่ความหนืดของการหลอมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการปรากฏตัวของแอนไอออนเชิงซ้อนขนาดใหญ่ในนั้น และการลดลงของค่าการนำไฟฟ้าของการหลอมเนื่องจากการลดลงของจำนวนพาหะในปัจจุบัน (เนื่องจากการรวมกันของไอออนอย่างง่ายกับไอออนที่ซับซ้อน)
ในรูป 2 ตัวอย่างเช่น การเปรียบเทียบทำจากไดอะแกรมองค์ประกอบ-คุณสมบัติของการหลอมของระบบ NaF-AlF3 และ Na3AlF6-Al2O3 ซึ่งในกรณีแรก แผนภาพการหลอมจะแสดงลักษณะเฉพาะด้วยการมีอยู่ของสารประกอบทางเคมี และใน ที่สอง - โดยยูเทคติก ตามนี้ เส้นโค้งของการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของการหลอมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบในกรณีแรกมี extrema (สูงสุดและต่ำสุด) และในวินาที เส้นโค้งที่สอดคล้องกันจะเปลี่ยนแบบจำเจ

04.03.2020

การเก็บเกี่ยวฟืน ตัดกิ่งไม้และนอต งานก่อสร้าง ดูแลสวน - ทั้งหมดนี้เป็นช่วงการใช้งานสำหรับเลื่อยไฟฟ้า ลิงค์...

04.03.2020

กลไกในการยกและขนย้ายโดยใช้แรงฉุดเรียกว่ากว้าน การลากถูกส่งโดยใช้เชือก สายเคเบิล หรือโซ่ที่อยู่บนดรัม....

03.03.2020

คุณต้องการให้ห้องน้ำและห้องส้วมในอพาร์ตเมนต์ดูเรียบร้อยหรือไม่? ในการทำเช่นนี้ก่อนอื่นจำเป็นต้องซ่อนการสื่อสาร (น้ำและท่อระบายน้ำ ...

03.03.2020

ตามรูปแบบศิลปะ บาโรกมีต้นกำเนิดในปลายศตวรรษที่ 16 ในอิตาลี ชื่อนี้มาจากภาษาอิตาลีว่า "บารอคโค" ซึ่งแปลว่าเปลือกหอยที่แปลกประหลาด....

02.03.2020

ระดับของงานก่อสร้างถูกกำหนดโดยความเป็นมืออาชีพของช่างฝีมือ การปฏิบัติตามกระบวนการทางเทคโนโลยี และคุณภาพของวัสดุและวัสดุสิ้นเปลืองที่ใช้ เปลี่ยน...

ในการปลูกผลึกเกลือคุณจะต้อง:

1) - เกลือ.

ควรสะอาดที่สุด เกลือทะเลดีที่สุด เพราะในครัวทั่วไปมีขยะจำนวนมากที่มองไม่เห็นด้วยตา

2) - น้ำ.

ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดก็คือการใช้น้ำกลั่น หรืออย่างน้อยก็น้ำต้มสุก กรองเอาสิ่งเจือปนให้บริสุทธิ์ให้ได้มากที่สุด

3) - เครื่องแก้วซึ่งคริสตัลจะเติบโต

ข้อกำหนดหลักสำหรับมัน: มันจะต้องสะอาดอย่างสมบูรณ์ ไม่มีวัตถุแปลกปลอม แม้แต่จุดเล็กๆ ควรจะอยู่ภายในนั้นตลอดกระบวนการทั้งหมด เนื่องจากพวกมันสามารถกระตุ้นการเติบโตของผลึกอื่น ๆ ต่อความเสียหายของตัวหลักได้

4) - ผลึกเกลือ.

สามารถ "ได้รับ" จากชุดเกลือหรือในเครื่องปั่นเกลือเปล่า ที่ด้านล่างสุด เกือบจะแน่นอนว่ามีเครื่องที่เหมาะสมที่ไม่สามารถปีนผ่านรูในเครื่องปั่นเกลือได้ จำเป็นต้องเลือกคริสตัลใสที่มีรูปร่างใกล้เคียงกับแบบคู่ขนาน

5) - ไม้กายสิทธิ์: พลาสติกหรือเซรามิกไม้ หรือช้อนที่ทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน

หนึ่งในรายการเหล่านี้จะต้องผสมสารละลาย มันอาจจะซ้ำซากที่จะเตือนคุณว่าหลังจากใช้งานแต่ละครั้งจะต้องล้างและทำให้แห้ง

6) - วานิช.

น้ำยาเคลือบเงาจะต้องปกป้องคริสตัลที่เสร็จแล้วเพราะหากไม่มีการป้องกันในอากาศแห้งมันจะพังทลายและในอากาศเปียกจะกระจายไปสู่มวลที่ไม่มีรูปร่าง

7) - ตาข่ายหรือกระดาษกรอง

กระบวนการเจริญเติบโตของคริสตัล

ภาชนะที่มีน้ำที่เตรียมไว้วางในน้ำอุ่น (ประมาณ 50-60 องศา) เกลือจะค่อยๆเทลงไปด้วยการกวนอย่างต่อเนื่อง เมื่อเกลือละลายไม่ได้อีกต่อไป สารละลายจะถูกเทลงในภาชนะที่สะอาดอีกใบ เพื่อไม่ให้ตะกอนจากภาชนะแรกเข้าไป สามารถเทผ่านกรวยกรองเพื่อให้มีความบริสุทธิ์สูงสุด

ตอนนี้คริสตัลที่ "สกัด" ก่อนหน้านี้บนเกลียวถูกลดระดับลงในสารละลายนี้เพื่อไม่ให้สัมผัสกับด้านล่างและผนังของเรือ

จากนั้นปิดฝาจานหรืออย่างอื่น แต่เพื่อไม่ให้วัตถุแปลกปลอมและฝุ่นเข้าไป

วางภาชนะในที่มืด เย็น และอดทน - กระบวนการที่มองเห็นได้จะเริ่มขึ้นในสองสามวัน แต่จะใช้เวลาหลายสัปดาห์กว่าจะเติบโตเป็นผลึกขนาดใหญ่

เมื่อคริสตัลโตขึ้น ของเหลวจะลดลงตามธรรมชาติ ดังนั้น ทุกๆ สิบวันจึงจำเป็นต้องเติมสารละลายใหม่ที่เตรียมไว้ตามเงื่อนไขข้างต้น

ในระหว่างการทำงานเพิ่มเติมทั้งหมด ไม่ควรอนุญาตให้เคลื่อนไหวบ่อยครั้ง อิทธิพลทางกลที่รุนแรง และความผันผวนของอุณหภูมิที่สำคัญ

เมื่อคริสตัลถึงขนาดที่ต้องการ คริสตัลจะถูกลบออกจากสารละลาย ต้องทำอย่างระมัดระวังเพราะในขั้นตอนนี้ยังเปราะบางมาก คริสตัลที่ถูกกำจัดออกไปจะแห้งจากน้ำโดยใช้ผ้าเช็ดปาก คริสตัลแห้งเคลือบด้วยสารเคลือบเงาที่ไม่มีสีเพื่อให้มีความแข็งแรง ซึ่งคุณสามารถใช้ทั้งของใช้ในครัวเรือนและทำเล็บ

และในที่สุด แมลงวันในครีม

คริสตัลที่ปลูกในลักษณะนี้ไม่สามารถใช้ทำโคมไฟเกลือที่เต็มเปี่ยมได้ เนื่องจากมันใช้แร่ธาตุธรรมชาติพิเศษ - เฮไลต์ ซึ่งประกอบด้วยแร่ธาตุธรรมชาติมากมาย

แต่แม้กระทั่งจากสิ่งที่คุณทำ มันค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะสร้างงานฝีมือบางอย่าง ตัวอย่างเช่น โมเดลจิ๋วของโคมไฟเกลือแบบเดียวกัน โดยการใส่ LED ขนาดเล็กลงในคริสตัล โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

แนวคิดหลักของโครงการทั้งหมดคือเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดหาพลังงานที่เกิดจากแหล่งอื่น ๆ อย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งลมและดวงอาทิตย์

บริษัท โฮลดิ้งอัลฟาเบทซึ่ง Google เป็นส่วนหนึ่งมีแผนก "X" ที่เกี่ยวข้องกับโครงการที่ดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ล้วนๆ หนึ่งในโครงการเหล่านี้กำลังจะดำเนินการ มันถูกเรียกว่า Project Malta และ Bill Gates จะเข้าร่วมในนั้น จริง ไม่ใช่โดยตรง แต่ผ่านกองทุน Breakthrough Energy Ventures มีการวางแผนที่จะจัดสรรประมาณ 1 พันล้านดอลลาร์

ยังไม่ชัดเจนว่าจะมีการจัดสรรเงินทุนเมื่อใด แต่ความตั้งใจของพันธมิตรทั้งหมดนั้นจริงจังกว่า แนวคิดของการจัดเก็บพลังงานซึ่งส่วนหนึ่งเป็นอ่างเก็บน้ำเกลือหลอมเหลวและส่วนหนึ่งเป็นสารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนด้วยเป็นของนักวิทยาศาสตร์ Robert Laughlin เขาเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และฟิสิกส์ประยุกต์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ลาฟลินได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2541

แนวคิดหลักของโครงการทั้งหมดคือเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดหาพลังงานที่เกิดจากแหล่งอื่น ๆ อย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งลมและดวงอาทิตย์ ใช่ แน่นอน มีระบบแบตเตอรี่หลายประเภทที่ช่วยให้คุณเก็บพลังงานในระหว่างวันและปล่อยพลังงานในเวลากลางคืนหรือในช่วงเวลาที่เป็นปัญหาสำหรับแหล่งพลังงานทางเลือกอื่น (เมฆครึ้ม สงบ ฯลฯ) แต่สามารถเก็บพลังงานได้ค่อนข้างน้อย ถ้าเราพูดถึงขนาดของเมือง ภูมิภาค หรือประเทศ ก็ไม่มีระบบแบตเตอรี่ดังกล่าว

แต่สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ความคิดของลาฟลิน ประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างดังต่อไปนี้:

• แหล่งพลังงาน "สีเขียว" เช่น โรงไฟฟ้าพลังลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ที่ส่งพลังงานไปยังแหล่งกักเก็บ
• นอกจากนี้ พลังงานไฟฟ้าขับเคลื่อนปั๊มความร้อน ไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นความร้อน และเกิดสองส่วนขึ้น - ร้อนและเย็น
• ความร้อนจะถูกเก็บไว้ในรูปของเกลือหลอมเหลวนอกจากนี้ยังมี "อ่างเก็บน้ำเย็น" ซึ่งเป็นสารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนสูง (ตัวอย่าง)
• เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงาน "เครื่องยนต์ความร้อน" (ระบบที่เรียกว่าปั๊มป้องกันความร้อน) จะเริ่มทำงานและไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้ง
• ปริมาณพลังงานที่ต้องการจะถูกส่งไปยังเครือข่ายทั่วไป

เทคโนโลยีนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Laughlin แล้ว ดังนั้นตอนนี้จึงเป็นเพียงเรื่องของเทคโนโลยีและเงินทุนเท่านั้น โครงการนี้สามารถดำเนินการได้ ตัวอย่างเช่นในแคลิฟอร์เนีย พลังงานประมาณ 300,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงที่เกิดจากพลังงานลมและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ "สูญหาย" ที่นี่ ความจริงก็คือมันถูกผลิตมามากจนไม่สามารถบันทึกปริมาณทั้งหมดได้ และนี่ก็เพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้มากกว่า 10,000 ครัวเรือน

สถานการณ์ที่คล้ายกันได้พัฒนาขึ้นในเยอรมนีซึ่งในปี 2558 ไฟฟ้า "ลม" หายไป 4% ในประเทศจีน ตัวเลขนี้โดยทั่วไปเกิน 17%

น่าเสียดายที่ตัวแทนของ "X" ไม่ได้พูดถึงต้นทุนที่เป็นไปได้ของโครงการ อาจเป็นไปได้ว่าหากนำไปใช้อย่างเหมาะสม การจัดเก็บพลังงานด้วยเกลือและของเหลวที่แช่เย็นจะมีราคาต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบเดิม อย่างไรก็ตาม ตอนนี้ต้นทุนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังลดลง และต้นทุนของพลังงาน "สกปรก" ก็อยู่ในระดับเดียวกัน ดังนั้น หากผู้ริเริ่มโครงการมอลตาต้องการแข่งขันกับโซลูชันแบบเดิม พวกเขาจำเป็นต้องลดต้นทุนหนึ่งกิโลวัตต์ในระบบของตนได้อย่างมาก

อย่างไรก็ตาม การดำเนินโครงการก็อยู่ใกล้แค่เอื้อม ดังนั้นในไม่ช้าเราจะสามารถค้นหารายละเอียดที่จำเป็นทั้งหมดได้ ที่ตีพิมพ์ หากคุณมีคำถามใด ๆ ในหัวข้อนี้ ให้ถามผู้เชี่ยวชาญและผู้อ่านโครงการของเรา

อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าเป็นหนึ่งในไม่กี่พื้นที่ที่ไม่มีการจัดเก็บ "ผลิตภัณฑ์" ที่ผลิตขึ้นในปริมาณมาก การจัดเก็บพลังงานในอุตสาหกรรมและการผลิตอุปกรณ์จัดเก็บประเภทต่างๆ เป็นขั้นตอนต่อไปในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ ตอนนี้ภารกิจนี้รุนแรงมาก - พร้อมกับการพัฒนาแหล่งพลังงานหมุนเวียนอย่างรวดเร็ว แม้จะมีข้อได้เปรียบที่ไม่อาจโต้แย้งได้ของ RES แต่ก็ยังมีประเด็นสำคัญอีกประเด็นหนึ่งที่ต้องแก้ไขก่อนที่จะมีการแนะนำจำนวนมากและการใช้แหล่งพลังงานทางเลือก แม้ว่าพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่การผลิตพลังงานนั้น "ไม่ต่อเนื่อง" และจำเป็นต้องเก็บพลังงานไว้เพื่อใช้ในภายหลัง สำหรับหลายประเทศ งานเร่งด่วนโดยเฉพาะคือการได้รับเทคโนโลยีสำหรับการจัดเก็บพลังงานตามฤดูกาล - เนื่องจากการบริโภคผันผวนอย่างมาก Ars Technica ได้เตรียมรายการเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานที่ดีที่สุด เราจะพูดถึงบางส่วน

ตัวสะสมไฮดรอลิก

เทคโนโลยีที่เก่าแก่ที่สุด เป็นที่ยอมรับ และแพร่หลายสำหรับการจัดเก็บพลังงานในปริมาณมาก หลักการทำงานของเครื่องสะสมมีดังนี้: มีถังเก็บน้ำสองถัง - หนึ่งตั้งอยู่เหนืออีกถังหนึ่ง เมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ พลังงานจะใช้สูบน้ำเข้าอ่างเก็บน้ำด้านบน ในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด น้ำจะถูกระบายลงไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำที่ติดตั้งที่นั่น น้ำจะเปลี่ยนกังหันและผลิตไฟฟ้า

ในอนาคต เยอรมนีมีแผนที่จะใช้เหมืองถ่านหินเก่าเพื่อสร้างเครื่องสะสมไฮดรอลิก และนักวิจัยชาวเยอรมันกำลังทำงานเพื่อสร้างทรงกลมคอนกรีตขนาดยักษ์สำหรับการผลิตไฮโดรเนอเรชั่นที่พื้นมหาสมุทร ในรัสเซียมี Zagorskaya GAES ซึ่งตั้งอยู่บนแม่น้ำ Kunya ใกล้กับหมู่บ้าน Bogorodskoye ในเขต Sergiev Posad ของภูมิภาคมอสโก Zagorsk HPSP เป็นองค์ประกอบโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญของระบบไฟฟ้าของศูนย์ โดยมีส่วนร่วมในการควบคุมความถี่และกระแสไฟโดยอัตโนมัติ ตลอดจนครอบคลุมโหลดสูงสุดรายวัน

ในฐานะที่เป็น Igor Ryapin หัวหน้าภาควิชาของสมาคม "ชุมชนผู้บริโภคพลังงาน" กล่าวในการประชุม "พลังงานใหม่": Internet of Energy ซึ่งจัดโดยศูนย์พลังงานของโรงเรียนธุรกิจ Scolkovo กำลังการผลิตติดตั้งของ hydroaccumulators ทั้งหมดในโลก อยู่ที่ประมาณ 140 GW ข้อดีของเทคโนโลยีนี้ ได้แก่ รอบจำนวนมากและอายุการใช้งานยาวนานประสิทธิภาพประมาณ 75-85% อย่างไรก็ตาม การติดตั้งตัวสะสมไฮดรอลิกต้องมีสภาพทางภูมิศาสตร์ที่พิเศษและมีราคาแพง

การจัดเก็บพลังงานอัดอากาศ

วิธีการกักเก็บพลังงานนี้คล้ายกับหลักการของการเติมไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม แทนที่จะใช้น้ำ อากาศจะถูกสูบเข้าไปในถัง ด้วยความช่วยเหลือของมอเตอร์ (ไฟฟ้าหรืออย่างอื่น) อากาศจะถูกสูบเข้าไปในเครื่องสะสม เพื่อให้ได้พลังงาน อากาศอัดจะถูกปล่อยและหมุนกังหัน

ข้อเสียของการจัดเก็บประเภทนี้คือประสิทธิภาพต่ำเนื่องจากความจริงที่ว่าส่วนหนึ่งของพลังงานในระหว่างการอัดแก๊สจะถูกแปลงเป็นรูปแบบความร้อน ประสิทธิภาพไม่เกิน 55% สำหรับการใช้งานอย่างมีเหตุผล การจัดเก็บต้องใช้ไฟฟ้าราคาถูกจำนวนมาก ดังนั้นในขณะนี้เทคโนโลยีส่วนใหญ่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการทดลอง กำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดในโลกไม่เกิน 400 เมกะวัตต์

เกลือหลอมเหลวสำหรับเก็บพลังงานแสงอาทิตย์

เกลือหลอมเหลวเก็บความร้อนไว้เป็นเวลานาน ดังนั้นจึงถูกนำไปวางไว้ในโรงผลิตความร้อนจากแสงอาทิตย์ ซึ่งฮีลิโอสแตทหลายร้อยตัว (กระจกบานใหญ่ที่รวมตัวอยู่ในดวงอาทิตย์) รวบรวมความร้อนจากแสงแดดและทำให้ของเหลวภายในร้อนขึ้น - ในรูปของเกลือหลอมเหลว จากนั้นจะถูกส่งไปยังอ่างเก็บน้ำจากนั้นใช้เครื่องกำเนิดไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า ข้อดีประการหนึ่งคือเกลือหลอมเหลวทำงานที่อุณหภูมิสูง - มากกว่า 500 องศาเซลเซียส ซึ่งช่วยให้กังหันไอน้ำทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เทคโนโลยีนี้ช่วยยืดเวลาการทำงานหรือให้ความร้อนแก่สถานที่และจ่ายไฟในตอนเย็น

เทคโนโลยีที่คล้ายกันนี้ถูกนำมาใช้ใน Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park ซึ่งเป็นเครือข่ายโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งรวมอยู่ในพื้นที่เดียวในดูไบ

ระบบรีดอกซ์ไหลผ่าน

แบตเตอรีของโฟลว์เป็นภาชนะขนาดใหญ่ของอิเล็กโทรไลต์ที่ผ่านเมมเบรนและสร้างประจุไฟฟ้า อิเล็กโทรไลต์อาจเป็นวาเนเดียม เช่นเดียวกับสารละลายของสังกะสี คลอรีน หรือน้ำเกลือ มีความน่าเชื่อถือ ใช้งานง่าย และมีอายุการใช้งานยาวนาน

แม้ว่าจะไม่มีโครงการเชิงพาณิชย์ แต่กำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดคือ 320 เมกะวัตต์ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในกรอบของโครงการวิจัย ข้อดีหลักคือเทคโนโลยีเดียวสำหรับแบตเตอรี่ที่มีเอาต์พุตพลังงานระยะยาว - มากกว่า 4 ชั่วโมง ข้อเสียคือความเทอะทะและขาดเทคโนโลยีรีไซเคิล ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่ทั้งหมด

โรงไฟฟ้าในเยอรมนี EWE วางแผนที่จะสร้างแบตเตอรี่ขนาด 700 เมกะวัตต์ชั่วโมงที่ใหญ่ที่สุดในโลกในเยอรมนีในถ้ำซึ่งเคยเก็บก๊าซธรรมชาติ ตามข้อมูลของ Clean Technica

แบตเตอรี่แบบดั้งเดิม

เหล่านี้เป็นแบตเตอรี่ที่คล้ายกับที่พบในแล็ปท็อปและสมาร์ทโฟน ขนาดอุตสาหกรรมเท่านั้น เทสลาจัดหาแบตเตอรี่ดังกล่าวสำหรับสถานีพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่เดมเลอร์ใช้แบตเตอรี่รถยนต์เก่าสำหรับสิ่งนี้

ห้องเก็บความร้อน

บ้านสมัยใหม่จะต้องเย็นลง - โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีอากาศร้อน การเก็บความร้อนช่วยให้น้ำที่เก็บไว้ในถังแช่แข็งในตอนกลางคืน ในระหว่างวัน น้ำแข็งจะละลายและทำให้บ้านเย็นลง โดยไม่ต้องใช้เครื่องปรับอากาศราคาแพงที่ทุกคนคุ้นเคยและค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่ไม่จำเป็น

บริษัท Ice Energy ของแคลิฟอร์เนียได้พัฒนาโครงการดังกล่าวหลายโครงการ แนวคิดของพวกเขาคือน้ำแข็งจะผลิตขึ้นเฉพาะในช่วงที่มีกำลังไฟต่ำมาก และจากนั้นแทนที่จะใช้ไฟฟ้าเพิ่มเติม น้ำแข็งจะถูกใช้เพื่อทำให้สถานที่เย็นลง

Ice Energy กำลังร่วมมือกับบริษัทในออสเตรเลียเพื่อนำเทคโนโลยีแบตเตอรี่น้ำแข็งออกสู่ตลาด ในออสเตรเลียเนื่องจากแสงแดดจ้า จึงได้มีการพัฒนาการใช้แผงโซลาร์เซลล์ การรวมกันของดวงอาทิตย์และน้ำแข็งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมและความยั่งยืนของบ้าน

มู่เล่

มู่เล่ซุปเปอร์เป็นการขับเคลื่อนเฉื่อย พลังงานจลน์ของการเคลื่อนไหวที่เก็บไว้ในนั้นสามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้โดยใช้ไดนาโม เมื่อมีความจำเป็นในการใช้ไฟฟ้า การออกแบบจะสร้างพลังงานไฟฟ้าโดยการทำให้มู่เล่ช้าลง