Η βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένας από τους λίγους τομείς στους οποίους δεν υπάρχει αποθήκευση μεγάλης κλίμακας παραγόμενων «προϊόντων». Η αποθήκευση βιομηχανικής ενέργειας και η παραγωγή διαφόρων τύπων συσκευών αποθήκευσης είναι το επόμενο βήμα στη μεγάλη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας. Τώρα αυτό το έργο είναι ιδιαίτερα οξύ - μαζί με την ταχεία ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Παρά τα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, παραμένει ένα σημαντική ερώτηση, η οποία πρέπει να επιλυθεί πριν από την ευρεία εισαγωγή και χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Αν και η αιολική και η ηλιακή ενέργεια είναι φιλικές προς το περιβάλλον, η παραγωγή τους είναι διακοπτόμενη και απαιτεί αποθήκευση ενέργειας για μελλοντική χρήση. Για πολλές χώρες, ένα ιδιαίτερα επείγον καθήκον θα ήταν να αποκτήσουν εποχιακές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας - λόγω των μεγάλων διακυμάνσεων στην κατανάλωση ενέργειας. Η Ars Technica ετοίμασε μια λίστα με τις καλύτερες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας και θα μιλήσουμε για μερικές από αυτές.

Υδραυλικοί συσσωρευτές

Η παλαιότερη, πιο ώριμη και διαδεδομένη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας σε μεγάλους όγκους. Η αρχή λειτουργίας του υδραυλικού συσσωρευτή είναι η εξής: υπάρχουν δύο δεξαμενές νερού - η μία βρίσκεται πάνω από την άλλη. Όταν η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια είναι χαμηλή, η ενέργεια χρησιμοποιείται για την άντληση νερού στην επάνω δεξαμενή. Κατά τις ώρες αιχμής της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, το νερό αποστραγγίζεται σε μια υδρογεννήτρια που είναι εγκατεστημένη εκεί, το νερό περιστρέφει έναν στρόβιλο και παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Στο μέλλον, η Γερμανία σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει παλιά ανθρακωρυχεία για τη δημιουργία δεξαμενών αποθήκευσης με αντλία και Γερμανοί ερευνητές εργάζονται για τη δημιουργία γιγάντων σφαιρών υδροαποθήκευσης από σκυρόδεμα τοποθετημένες στον πυθμένα του ωκεανού. Στη Ρωσία υπάρχει το Zagorskaya PSPP, που βρίσκεται στον ποταμό Kunya κοντά στο χωριό Bogorodskoye στην περιοχή Sergiev Posad της περιοχής της Μόσχας. Το Zagorskaya PSPP αποτελεί σημαντικό στοιχείο υποδομής του ενεργειακού συστήματος του κέντρου, συμμετέχοντας στην αυτόματη ρύθμιση των ροών συχνότητας και ισχύος, καθώς και καλύπτοντας ημερήσια φορτία αιχμής.

Όπως είπε ο Igor Ryapin, επικεφαλής του τμήματος της Ένωσης "Κοινότητα Καταναλωτών Ενέργειας" στο συνέδριο "New Energy": Internet of Energy, που διοργανώθηκε από το Energy Center του Skolkovo Business School, η εγκατεστημένη ισχύς όλων των υδραυλικών συσσωρευτών στο κόσμος είναι περίπου 140 GW, με τα πλεονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας σχετίζονται ένας μεγάλος αριθμός απόκύκλους και μεγάλη διάρκεια ζωής, η απόδοση είναι περίπου 75-85%. Ωστόσο, η εγκατάσταση υδραυλικών συσσωρευτών απαιτεί ειδικές γεωγραφικές συνθήκες και είναι ακριβή.

Συσκευές αποθήκευσης ενέργειας πεπιεσμένου αέρα

Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας είναι κατ' αρχήν παρόμοια με την υδροπαραγωγή - ωστόσο, αντί για νερό, αντλείται αέρας στις δεξαμενές. Χρησιμοποιώντας έναν κινητήρα (ηλεκτρικό ή άλλο), ο αέρας αντλείται στη δεξαμενή αποθήκευσης. Για την παραγωγή ενέργειας, απελευθερώνεται πεπιεσμένος αέρας και περιστρέφει τον στρόβιλο.

Το μειονέκτημα αυτού του τύπου συσκευής αποθήκευσης είναι η χαμηλή απόδοση λόγω του γεγονότος ότι μέρος της ενέργειας κατά τη συμπίεση αερίου μετατρέπεται σε θερμική μορφή. Η απόδοση δεν υπερβαίνει το 55% για ορθολογική χρήση, ο κινητήρας απαιτεί πολλή φθηνή ηλεκτρική ενέργεια, επομένως αυτή τη στιγμή η τεχνολογία χρησιμοποιείται κυρίως για πειραματικούς σκοπούς, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς στον κόσμο δεν υπερβαίνει τα 400 MW.

Λιωμένο αλάτι για αποθήκευση ηλιακής ενέργειας

Το λιωμένο αλάτι διατηρεί τη θερμότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα, έτσι τοποθετείται σε ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις όπου εκατοντάδες ηλιοστάτες (μεγάλοι καθρέφτες συγκεντρωμένοι στον ήλιο) συλλέγουν τη θερμότητα ηλιακό φωςκαι θερμαίνετε το υγρό μέσα - με τη μορφή λιωμένου αλατιού. Στη συνέχεια στέλνεται στη δεξαμενή και, στη συνέχεια, μέσω μιας γεννήτριας ατμού, περιστρέφει τον στρόβιλο, ο οποίος παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ένα από τα πλεονεκτήματα είναι ότι το λιωμένο αλάτι λειτουργεί σε υψηλή θερμοκρασία - πάνω από 500 βαθμούς Κελσίου, γεγονός που συμβάλλει στην αποτελεσματική εργασίαατμοστρόβιλος.

Αυτή η τεχνολογία βοηθά στην παράταση των ωρών εργασίας ή στη θέρμανση των δωματίων και στην παροχή ηλεκτρικής ενέργειας το βράδυ.

Παρόμοιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται στο ηλιακό πάρκο Mohammed bin Rashid Al Maktoum - το μεγαλύτερο δίκτυο ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας στον κόσμο, ενωμένο σε έναν ενιαίο χώρο στο Ντουμπάι.

Συστήματα οξειδοαναγωγής ροής

Οι μπαταρίες ροής είναι ένα τεράστιο δοχείο ηλεκτρολύτη που περνά μέσα από μια μεμβράνη και δημιουργεί ηλεκτρικό φορτίο. Ο ηλεκτρολύτης μπορεί να είναι βανάδιο, καθώς και διαλύματα ψευδαργύρου, χλωρίου ή αλμυρού νερού. Είναι αξιόπιστα, εύκολα στη χρήση και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής.

Δεν υπάρχουν ακόμη εμπορικά έργα, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς είναι 320 MW, κυρίως στο πλαίσιο ερευνητικών έργων. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι είναι μέχρι στιγμής η μόνη τεχνολογία μπαταρίας με μακροχρόνια απόδοση ενέργειας - περισσότερες από 4 ώρες. Στα μειονεκτήματα περιλαμβάνονται ο όγκος και η έλλειψη τεχνολογίας ανακύκλωσης, που είναι ένα κοινό πρόβλημα με όλες τις μπαταρίες.

Το γερμανικό εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής EWE σχεδιάζει να κατασκευάσει τη μεγαλύτερη μπαταρία ροής 700 MWh στον κόσμο στη Γερμανία σε σπήλαια που χρησιμοποιούνταν για την αποθήκευση φυσικού αερίου, αναφέρει η Clean Technica.

Παραδοσιακές μπαταρίες

Πρόκειται για μπαταρίες παρόμοιες με αυτές που τροφοδοτούν φορητούς υπολογιστές και smartphone, αλλά σε βιομηχανικό μέγεθος. Η Tesla προμηθεύει τέτοιες μπαταρίες για αιολικούς και ηλιακούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και η Daimler χρησιμοποιεί παλιές μπαταρίες αυτοκινήτων για αυτό.

Θερμική αποθήκευση

Ένα σύγχρονο σπίτι πρέπει να ψύχεται - ειδικά σε ζεστά κλίματα. Οι εγκαταστάσεις θερμικής αποθήκευσης επιτρέπουν στο νερό που αποθηκεύεται σε δεξαμενές να παγώνει κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο πάγος λιώνει και δροσίζει το σπίτι, χωρίς τον συνηθισμένο ακριβό κλιματισμό και περιττό ενεργειακό κόστος.

Η εταιρεία της Καλιφόρνια Ice Energy έχει αναπτύξει αρκετά παρόμοια έργα. Η ιδέα τους είναι ότι ο πάγος παράγεται μόνο σε περιόδους εκτός αιχμής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και στη συνέχεια, αντί να σπαταλάται επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια, ο πάγος χρησιμοποιείται για την ψύξη των δωματίων.

Η Ice Energy συνεργάζεται με αυστραλιανές εταιρείες που θέλουν να φέρουν στην αγορά την τεχνολογία μπαταριών πάγου. Στην Αυστραλία, λόγω του ενεργού ήλιου, αναπτύσσεται η χρήση ηλιακών συλλεκτών. Ο συνδυασμός ήλιου και πάγου θα αυξήσει τη συνολική ενεργειακή απόδοση και τη φιλικότητα προς το περιβάλλον των σπιτιών.

Τροχός κανονίζων την ταχύτητα

Ο superflywheel είναι ένας αδρανειακός συσσωρευτής. Η κινητική ενέργεια της κίνησης που αποθηκεύεται σε αυτό μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ένα δυναμό. Όταν προκύψει η ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια, η κατασκευή παράγει ηλεκτρική ενέργεια επιβραδύνοντας τον σφόνδυλο.

Μεμονωμένα άλατα μπορούν να χρησιμεύσουν ως ηλεκτρολύτες στην παραγωγή μετάλλων με ηλεκτρόλυση τετηγμένων αλάτων, αλλά συνήθως, με βάση την επιθυμία να έχουμε έναν ηλεκτρολύτη σχετικά εύτηκτο, να έχει ευνοϊκή πυκνότητα, που χαρακτηρίζεται από ένα αρκετά χαμηλό ιξώδες και υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, σχετικά υψηλή επιφανειακή τάση, καθώς και χαμηλή πτητότητα και ικανότητα βαθμού διάλυσης μετάλλων, στην πρακτική της σύγχρονης μεταλλουργίας, χρησιμοποιούνται λιωμένοι ηλεκτρολύτες πιο πολύπλοκης σύστασης, που είναι συστήματα πολλών (δύο έως τεσσάρων) συστατικών.
Από αυτή την άποψη, οι φυσικοχημικές ιδιότητες των μεμονωμένων τηγμένων αλάτων, ιδιαίτερα των συστημάτων (μιγμάτων) λιωμένων αλάτων, είναι πολύ σημαντικές.
Αρκετά μεγάλη ποσότητα πειραματικού υλικού που έχει συσσωρευτεί σε αυτήν την περιοχή δείχνει ότι οι φυσικοχημικές ιδιότητες των τηγμένων αλάτων συνδέονται μεταξύ τους και εξαρτώνται από τη δομή αυτών των αλάτων τόσο στη στερεά όσο και στην τετηγμένη κατάσταση. Το τελευταίο καθορίζεται από παράγοντες όπως το μέγεθος και η σχετική ποσότητα κατιόντων και ανιόντων στο κρυσταλλικό πλέγμα του άλατος, η φύση της μεταξύ τους σύνδεσης, η πόλωση και η τάση των αντίστοιχων ιόντων να σχηματίζουν σύμπλοκα στα τήγματα.
Στον πίνακα 1 συγκρίνει τα σημεία τήξης, τα σημεία βρασμού, τους γραμμομοριακούς όγκους (στο σημείο τήξης) και την ισοδύναμη ηλεκτρική αγωγιμότητα ορισμένων τηγμένων χλωριδίων, διατεταγμένα σύμφωνα με τις ομάδες του πίνακα του περιοδικού νόμου των στοιχείων κατά D.I. Μεντελέεφ.

Στον πίνακα 1 μπορεί να φανεί ότι τα χλωριούχα μετάλλων αλκαλίων που ανήκουν στην ομάδα Ι και τα χλωρίδια μετάλλων αλκαλικών γαιών (ομάδα II) χαρακτηρίζονται από υψηλές θερμοκρασίεςτήξη και βρασμό, υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και μικρότεροι πολικοί όγκοι σε σύγκριση με τα χλωρίδια που ανήκουν σε επόμενες ομάδες.
Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στη στερεή κατάσταση αυτά τα άλατα έχουν ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των ιόντων στα οποία είναι πολύ σημαντικές. Για το λόγο αυτό, είναι πολύ δύσκολο να καταστραφούν τέτοια πλέγματα, γι' αυτό και τα χλωρίδια των μετάλλων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών έχουν υψηλά σημεία τήξης και βρασμού. Ο μικρότερος μοριακός όγκος χλωριδίων των μετάλλων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών προκύπτει επίσης από την παρουσία μεγάλης αναλογίας ισχυρών ιοντικών δεσμών στους κρυστάλλους αυτών των αλάτων. Η ιοντική δομή των τήγματος των αλάτων που εξετάζονται καθορίζει επίσης την υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητά τους.
Σύμφωνα με τις απόψεις του A.Ya. Frenkel, η ηλεκτρική αγωγιμότητα των τηγμένων αλάτων καθορίζεται από τη μεταφορά ρεύματος, κυρίως από μικρού μεγέθους κινητά κατιόντα, και οι ιξώδεις ιδιότητες οφείλονται σε πιο ογκώδη ανιόντα. Εξ ου και η μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας από το LiCl στο CsCl καθώς αυξάνεται η ακτίνα του κατιόντος (από 0,78 A για το Li+ σε 1,65 A για το Cs+) και, κατά συνέπεια, η κινητικότητά του μειώνεται.
Ορισμένα χλωρίδια των ομάδων ΙΙ και ΙΙΙ (όπως MgCl2, ScCl2, УСl3 και LaCl3) χαρακτηρίζονται από μειωμένη ηλεκτρική αγωγιμότητα στην τετηγμένη κατάσταση, αλλά ταυτόχρονα αρκετά υψηλά σημεία τήξης και βρασμού. Το τελευταίο υποδεικνύει μια σημαντική αναλογία ιοντικού δεσμού στα κρυσταλλικά πλέγματα αυτών των αλάτων. Το Ho στα τήγματα αλληλεπιδρά αισθητά με απλά ιόντα για να σχηματίσει μεγαλύτερα και λιγότερο κινητά σύνθετα ιόντα, γεγονός που μειώνει την ηλεκτρική αγωγιμότητα και αυξάνει το ιξώδες των τήγματος αυτών των αλάτων.
Η ισχυρή πόλωση του ανιόντος χλωρίου από μικρά κατιόντα Be2+ και Al3+ οδηγεί σε απότομη μείωση του κλάσματος των ιοντικών δεσμών σε αυτά τα άλατα και σε αύξηση του κλάσματος των μοριακών δεσμών. Αυτό μειώνει την αντοχή των κρυσταλλικών δικτυωμάτων των BeCl2 και AlCl3, λόγω των οποίων αυτά τα χλωρίδια χαρακτηρίζονται από χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού, μεγάλους μοριακούς όγκους και πολύ χαμηλές τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Το τελευταίο οφείλεται προφανώς στο γεγονός ότι (υπό την επίδραση της ισχυρής πολωτικής επίδρασης των Be2+ και Al3+) εμφανίζεται ισχυρή συμπλοκοποίηση σε τετηγμένο βηρύλλιο και χλωριούχα αργίλιο με το σχηματισμό ογκωδών συμπλόκων ιόντων σε αυτά.
Τα χλωριούχα άλατα των στοιχείων της ομάδας IV, καθώς και το πρώτο στοιχείο της ομάδας III, το βόριο, τα οποία έχουν αμιγώς μοριακά πλέγματα με ασθενείς υπολειμματικούς δεσμούς μεταξύ των μορίων, χαρακτηρίζονται από πολύ χαμηλές θερμοκρασίες τήξης (οι τιμές των οποίων είναι συχνά χαμηλότερες μηδέν) και βράζει. Δεν υπάρχουν ιόντα στο τήγμα τέτοιων αλάτων και αυτά, όπως οι κρύσταλλοι, είναι κατασκευασμένα από ουδέτερα μόρια (αν και μπορεί να υπάρχουν ιοντικοί δεσμοί μέσα στα τελευταία). Εξ ου και οι μεγάλοι μοριακόι όγκοι αυτών των αλάτων στο σημείο τήξης και η έλλειψη ηλεκτρικής αγωγιμότητας των αντίστοιχων τήγματος.
Τα φθορίδια των μετάλλων των ομάδων I, II και III χαρακτηρίζονται, κατά κανόνα, υψηλές θερμοκρασίεςτήξη και βρασμό σε σύγκριση με τα αντίστοιχα χλωρίδια. Αυτό οφείλεται στη μικρότερη ακτίνα του ανιόντος F+ (1,33 Α) σε σύγκριση με την ακτίνα του ανιόντος Cl+ (1,81 Α) και, κατά συνέπεια, στη χαμηλότερη τάση πόλωσης των ιόντων φθορίου και κατά συνέπεια στο σχηματισμό ισχυρών ιοντικών κρυσταλλικών δικτυωμάτων. από αυτά τα φθοριούχα.
Τα διαγράμματα τήξης (διαγράμματα φάσεων) συστημάτων αλατιού έχουν μεγάλη σημασία για την επιλογή ευνοϊκών συνθηκών ηλεκτρόλυσης. Έτσι, στην περίπτωση χρήσης λιωμένων αλάτων ως ηλεκτρολυτών στην ηλεκτρολυτική παραγωγή μετάλλων, είναι συνήθως πρώτα απ' όλα απαραίτητο να υπάρχουν κράματα αλάτων σχετικά χαμηλής τήξης που παρέχουν επαρκή χαμηλή θερμοκρασίαηλεκτρόλυση και λιγότερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για τη διατήρηση του ηλεκτρολύτη σε τετηγμένη κατάσταση.
Ωστόσο, σε ορισμένες αναλογίες συστατικών σε συστήματα αλάτων, χημικές ενώσεις μπορούν να προκύψουν με υψηλά σημεία τήξης, αλλά με άλλες ευνοϊκές ιδιότητες (για παράδειγμα, την ικανότητα να διαλύονται ευκολότερα τα οξείδια σε τηγμένη κατάσταση από τα μεμονωμένα τηγμένα άλατα κ.λπ.).
Η έρευνα δείχνει ότι όταν έχουμε να κάνουμε με συστήματα δύο ή περισσότερων αλάτων (ή αλάτων και οξειδίων), μπορεί να συμβούν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστατικών αυτών των συστημάτων, οδηγώντας (ανάλογα με την ισχύ μιας τέτοιας αλληλεπίδρασης) στο σχηματισμό ευτηκών, που καταγράφονται στο διαγράμματα συντήξεως, ή περιοχές στερεών διαλυμάτων, ή ασυμβίβαστα (με αποσύνθεση) ή ομοιόμορφα (χωρίς αποσύνθεση) χημικές ενώσεις τήξης. Η μεγαλύτερη τάξη της δομής της ύλης στα αντίστοιχα σημεία της σύνθεσης του συστήματος, λόγω αυτών των αλληλεπιδράσεων, διατηρείται στον ένα ή τον άλλο βαθμό στο τήγμα, δηλαδή πάνω από τη γραμμή υγρού.
Ως εκ τούτου, τα συστήματα (μείγματα) τηγμένων αλάτων είναι συχνά πιο πολύπλοκα στη δομή τους από τα μεμονωμένα τηγμένα άλατα, και στη γενική περίπτωση, τα δομικά συστατικά των μειγμάτων τετηγμένων αλάτων μπορούν ταυτόχρονα να είναι απλά ιόντα, σύνθετα ιόντα και ακόμη και ουδέτερα μόρια, ειδικά όταν στα κρυσταλλικά πλέγματα των αντίστοιχων αλάτων υπάρχει μια ορισμένη ποσότητα μοριακού δεσμού.
Για παράδειγμα, ας εξετάσουμε την επίδραση των κατιόντων αλκαλιμετάλλου στην συντήκηση του συστήματος MeCl-MgCl2 (όπου το Me είναι ένα μέταλλο αλκαλίου, Εικ. 1), που χαρακτηρίζεται από γραμμές υγρού στα αντίστοιχα διαγράμματα φάσης. Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι καθώς η ακτίνα του κατιόντος χλωριούχου αλκαλίου αυξάνεται από Li+ σε Cs+ (αντίστοιχα από 0,78 Α σε 1,65 Α), το διάγραμμα συντήξεως γίνεται όλο και πιο περίπλοκο: στο σύστημα LiC-MgCl2, τα συστατικά σχηματίζονται στερεά διαλύματα? Στο σύστημα NaCl-MgCl2 υπάρχει ένα ευτηκτικό ελάχιστο. Στο σύστημα KCl-MgCl2 στη στερεά φάση, σχηματίζεται μια ένωση KCl*MgCl2 που τήκεται ομοιόμορφα και, πιθανώς, μια ένωση 2ΚCl*MgCl2 που τήκεται αταίριαστα. Στο σύστημα RbCl-MgCl2, το διάγραμμα συντήξεως έχει ήδη δύο μέγιστα, που αντιστοιχούν στον σχηματισμό δύο ομοιόμορφων τήκόμενων ενώσεων. RbCl*MgCl2 και 2RbCl*MgCla; Τέλος, στο σύστημα CsCl-MgClg, σχηματίζονται τρεις χημικές ενώσεις που τήκονται ομοίως. CsCl*MgCl2, 2CsCl*MgCl2 και SCsCl*MgCl2, καθώς και μία αταίριαστα τήκουσα ένωση CsCl*SMgCl2. Στο σύστημα LiCl-MgCb, τα ιόντα Li και Mg αλληλεπιδρούν με ιόντα χλωρίου περίπου στον ίδιο βαθμό, και επομένως τα αντίστοιχα τήγματα είναι κοντά στη δομή των απλούστερων διαλυμάτων, λόγω των οποίων το διάγραμμα συντήξεως αυτού του συστήματος χαρακτηρίζεται από την παρουσία στερεά διαλύματα σε αυτό. Στο σύστημα NaCi-MgCl2, λόγω της αύξησης της ακτίνας του κατιόντος νατρίου, υπάρχει μια ελαφρά εξασθένηση του δεσμού μεταξύ των ιόντων νατρίου και χλωρίου και, κατά συνέπεια, μια αύξηση στην αλληλεπίδραση μεταξύ των ιόντων Mg2+ και Cl-. αλλά αυτό δεν οδηγεί, ωστόσο, στην εμφάνιση σύνθετων ιόντων στο τήγμα. Η προκύπτουσα κάπως μεγαλύτερη διάταξη του τήγματος προκαλεί την εμφάνιση ευτηκτικής στο διάγραμμα συντήξεως του συστήματος NaCl-MgCl2. Η αυξανόμενη εξασθένηση του δεσμού μεταξύ των ιόντων K+ και Cl- λόγω της ακόμη μεγαλύτερης ακτίνας του κατιόντος καλίου προκαλεί μια τέτοια αύξηση στην αλληλεπίδραση μεταξύ των ιόντων και του Cl-, η οποία οδηγεί, όπως δείχνει το διάγραμμα συντήξεως KCl-MgCl2, σε ο σχηματισμός μιας σταθερής χημικής ένωσης KMgCl3, και στο τήγμα - στην εμφάνιση των αντίστοιχων σύνθετων ανιόντων (MgCl3-). Μια περαιτέρω αύξηση στις ακτίνες των Rb+ (1,49 A) ​​και Cs+ (1,65 A) προκαλεί ακόμη μεγαλύτερη εξασθένηση του δεσμού μεταξύ των ιόντων Rb και Cl-, αφενός, και των ιόντων Cs+ και Cl-, αφετέρου, οδηγώντας σε μια περαιτέρω περιπλοκή της συντηκότητας του διαγράμματος του συστήματος RbCl-MgCb σε σύγκριση με το διάγραμμα συντήξεως του συστήματος KCl - MgCb και, σε ακόμη μεγαλύτερο βαθμό, στην επιπλοκή του διαγράμματος συντήξεως του CsCl- Σύστημα MgCl2.

Η κατάσταση είναι παρόμοια στα συστήματα MeF-AlF3, όπου στην περίπτωση του συστήματος LiF-AlF3, το διάγραμμα συντήξεως υποδεικνύει μία χημική ένωση SLiF-AlFs που τήκεται ομοιόμορφα και το διάγραμμα συντήξεως του συστήματος NaF-AIF3 υποδεικνύει μία ομοιογενή και μία χημική ένωση που τήκεται ασυμβίβαστα. αντίστοιχα 3NaF*AlFa και 5NaF*AlF3. Λόγω του γεγονότος ότι ο σχηματισμός στη φάση του άλατος κατά την κρυστάλλωση μιας ή άλλης χημικής ένωσης αντανακλάται στη δομή αυτού του τήγματος (μεγαλύτερη σειρά που σχετίζεται με την εμφάνιση σύνθετων ιόντων), αυτό προκαλεί μια αντίστοιχη αλλαγή, εκτός από την συντήξη, και άλλες φυσικοχημικές ιδιότητες που αλλάζουν απότομα (δεν υπόκεινται στον κανόνα της προσθετικότητας) για τις συνθέσεις των μειγμάτων τετηγμένων αλάτων που αντιστοιχούν στο σχηματισμό χημικών ενώσεων σύμφωνα με το διάγραμμα συντήξεως.
Επομένως, υπάρχει μια αντιστοιχία μεταξύ των διαγραμμάτων σύνθεσης-ιδιότητας σε συστήματα αλατιού, η οποία εκφράζεται στο γεγονός ότι όπου σημειώνεται μια χημική ένωση στο διάγραμμα συντήξεως του συστήματος, το τήγμα που αντιστοιχεί σε αυτή στη σύνθεση χαρακτηρίζεται από μέγιστη κρυστάλλωση θερμοκρασία, μια μέγιστη πυκνότητα, ένα μέγιστο ιξώδες, μια ελάχιστη ηλεκτρική αγωγιμότητα και ένα ζεύγος ελάχιστης ελαστικότητας.
Μια τέτοια αντιστοιχία στην αλλαγή των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των μιγμάτων τετηγμένων αλάτων σε μέρη που αντιστοιχούν στον σχηματισμό χημικών ενώσεων που καταγράφονται στα διαγράμματα συντήξεως δεν σχετίζεται, ωστόσο, με την εμφάνιση ουδέτερων μορίων αυτών των ενώσεων στο τήγμα, όπως ήταν παλαιότερα πιστευόταν, αλλά οφείλεται στη μεγαλύτερη διάταξη της δομής του αντίστοιχου τήγματος, μεγαλύτερη πυκνότητα συσκευασίας. Εξ ου και η απότομη αύξηση της θερμοκρασίας κρυστάλλωσης και της πυκνότητας ενός τέτοιου τήγματος. Η παρουσία σε μια τέτοια τήξη μέσα ο μεγαλύτερος αριθμόςμεγάλα σύμπλοκα ιόντα (που αντιστοιχούν στον σχηματισμό ορισμένων χημικών ενώσεων στη στερεά φάση) οδηγεί επίσης σε απότομη αύξηση του ιξώδους του τήγματος λόγω της εμφάνισης ογκωδών σύνθετων ανιόντων σε αυτό και σε μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του τήγματος λόγω μείωσης του αριθμού των φορέων ρεύματος (λόγω του συνδυασμού απλών ιόντων σε σύνθετα).
Στο Σχ. 2, για παράδειγμα, γίνεται σύγκριση του διαγράμματος σύνθεσης-ιδιότητας τήγματος των συστημάτων NaF-AlF3 και Na3AlF6-Al2O3, όπου στην πρώτη περίπτωση το διάγραμμα συντήξεως χαρακτηρίζεται από την παρουσία μιας χημικής ένωσης και δεύτερος - ευτηκτική. Σύμφωνα με αυτό, στις καμπύλες των αλλαγών στις φυσικοχημικές ιδιότητες των τήγματος ανάλογα με τη σύνθεση, στην πρώτη περίπτωση υπάρχουν άκρα (μέγιστα και ελάχιστα) και στη δεύτερη, οι αντίστοιχες καμπύλες αλλάζουν μονότονα.

04.03.2020

Συγκομιδή καυσόξυλων, κοπή κλαδιών και κλαδιών, οικοδομικές εργασίες, κηπουρική - όλα αυτά είναι μια σειρά εφαρμογών για ένα αλυσοπρίονο. Σύνδεσμος...

04.03.2020

Ο μηχανισμός για εργασίες ανύψωσης και μεταφοράς μέσω έλξης ονομάζεται βαρούλκο. Η έλξη μεταδίδεται χρησιμοποιώντας σχοινί, καλώδιο ή αλυσίδα που βρίσκεται στο τύμπανο....

03.03.2020

Θέλετε το μπάνιο και η τουαλέτα στο διαμέρισμά σας να έχουν εμφανή εμφάνιση; Για να γίνει αυτό, πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να κρύψετε τις επικοινωνίες (ύδρευση και αποχέτευση...

03.03.2020

Ως καλλιτεχνικό στυλ, το μπαρόκ ξεκίνησε στα τέλη του 16ου αιώνα στην Ιταλία. Το όνομα προέρχεται από το ιταλικό «barocco», που μεταφράζεται ως ένα περίεργο σχήμα κοχύλι.

02.03.2020

Το επίπεδο των κατασκευαστικών εργασιών καθορίζεται από τον επαγγελματισμό των τεχνιτών, τη συμμόρφωση με τις τεχνολογικές διαδικασίες και την ποιότητα των υλικών και αναλώσιμων που χρησιμοποιούνται. Αλλαγή...

Για να καλλιεργήσετε έναν κρύσταλλο αλατιού θα χρειαστείτε:

1) - άλας.

Θα πρέπει να είναι όσο πιο καθαρό γίνεται. Το θαλασσινό αλάτι ταιριάζει καλύτερα, καθώς το κανονικό επιτραπέζιο αλάτι περιέχει πολλά υπολείμματα που είναι αόρατα στο μάτι.

2) - νερό.

Η ιδανική επιλογή θα ήταν να χρησιμοποιήσετε απεσταγμένο νερό, ή τουλάχιστον βρασμένο νερό, καθαρίζοντάς το όσο το δυνατόν περισσότερο από ακαθαρσίες με φιλτράρισμα.

3) - γυάλινα σκεύη, στο οποίο θα καλλιεργηθεί ο κρύσταλλος.

Οι κύριες απαιτήσεις για αυτό: πρέπει επίσης να είναι απολύτως καθαρό, δεν πρέπει να υπάρχουν ξένα αντικείμενα, ακόμη και μικρές κηλίδες, καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας, καθώς μπορούν να προκαλέσουν την ανάπτυξη άλλων κρυστάλλων εις βάρος του κύριου.

4) - κρύσταλλο αλατιού.

Μπορεί να "ληφθεί" από μια συσκευασία αλατιού ή από μια άδεια αλατιέρα. Σχεδόν σίγουρα θα υπάρχει ένα κατάλληλο στο κάτω μέρος που δεν θα μπορούσε να χωρέσει από την τρύπα στην αλατιέρα. Πρέπει να επιλέξετε ένα διαφανές κρύσταλλο με σχήμα πιο κοντά σε παραλληλεπίπεδο.

5) - ραβδί: πλαστικό ή ξύλινο κεραμικό, ή κουτάλι από τα ίδια υλικά.

Ένα από αυτά τα στοιχεία θα χρειαστεί για την ανάμειξη του διαλύματος. Θα ήταν μάλλον περιττό να σας υπενθυμίσουμε ότι μετά από κάθε χρήση, πρέπει να πλένονται και να στεγνώνουν.

6) - βερνίκι.

Θα χρειαστεί βερνίκι για την προστασία του έτοιμου κρυστάλλου, γιατί χωρίς προστασία θα θρυμματιστεί σε ξηρό αέρα και σε υγρό αέρα θα εξαπλωθεί σε μια άμορφη μάζα.

7) - γάζαή διηθητικό χαρτί.

Η διαδικασία της ανάπτυξης ενός κρυστάλλου.

Το δοχείο με το έτοιμο νερό τοποθετείται μέσα ζεστό νερό(περίπου 50-60 μοίρες), χύνεται σταδιακά αλάτι σε αυτό, με συνεχή ανάδευση. Όταν το αλάτι δεν μπορεί πλέον να διαλυθεί, το διάλυμα χύνεται σε άλλο καθαρό δοχείο, έτσι ώστε να μην εισχωρήσει ίζημα από το πρώτο δοχείο. Για να εξασφαλίσετε καλύτερη καθαρότητα, μπορείτε να ρίξετε μέσα από ένα χωνί με ένα φίλτρο.

Τώρα, ο προηγουμένως "εξορυχθείς" κρύσταλλος σε μια χορδή βυθίζεται σε αυτό το διάλυμα έτσι ώστε να μην αγγίζει τον πυθμένα και τα τοιχώματα του δοχείου.

Στη συνέχεια, καλύψτε τα πιάτα με ένα καπάκι ή κάτι άλλο, αλλά για να μην εισχωρήσουν ξένα αντικείμενα και σκόνη.

Τοποθετήστε το δοχείο σε σκοτεινό, δροσερό μέρος και κάντε υπομονή - η ορατή διαδικασία θα ξεκινήσει σε μερικές ημέρες, αλλά η ανάπτυξη ενός μεγάλου κρυστάλλου θα διαρκέσει αρκετές εβδομάδες.

Καθώς ο κρύσταλλος μεγαλώνει, το υγρό θα μειώνεται φυσικά και επομένως, περίπου μία φορά κάθε δέκα ημέρες, θα είναι απαραίτητο να προστεθεί ένα φρέσκο ​​διάλυμα που παρασκευάζεται σύμφωνα με τις παραπάνω συνθήκες.

Κατά τη διάρκεια όλων των πρόσθετων λειτουργιών, δεν πρέπει να επιτρέπονται συχνές κινήσεις, ισχυρές μηχανικές καταπονήσεις και σημαντικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

Όταν ο κρύσταλλος φτάσει στο επιθυμητό μέγεθος, αφαιρείται από το διάλυμα. Αυτό πρέπει να γίνει πολύ προσεκτικά, γιατί σε αυτό το στάδιο είναι ακόμα πολύ εύθραυστο. Ο αφαιρούμενος κρύσταλλος ξηραίνεται από νερό χρησιμοποιώντας χαρτοπετσέτες. Για να προσθέσετε αντοχή, ο αποξηραμένος κρύσταλλος επικαλύπτεται με άχρωμο βερνίκι, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για οικιακούς σκοπούς όσο και για μανικιούρ.

Και τέλος, μια μύγα στην αλοιφή.

Ένας κρύσταλλος που αναπτύσσεται με αυτόν τον τρόπο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μιας πλήρους λάμπας αλατιού, καθώς χρησιμοποιεί ένα ειδικό φυσικό ορυκτό - αλίτη, που περιέχει πολλά φυσικά μέταλλα.

Αλλά από αυτό που έχετε, είναι πολύ πιθανό να φτιάξετε κάποιο είδος χειροτεχνίας, για παράδειγμα, ένα μικροσκοπικό μοντέλο της ίδιας λάμπας αλατιού, εισάγοντας ένα μικρό LED στον κρύσταλλο, τροφοδοτώντας το από μια μπαταρία.