Желязно-нитридни трансформатори могат да подобрят енергийното съхранение

Екип от учени в лабораторията „Сандия“ е разработил метод за производство на магнитен материал, който може да доведе до създаванет на по-леки и по-малки, по-евтини и по-ефективни високочестотни преобразуватели, необходими за по-гъвкавите системи за съхранение на енергия и широкото навлизане на енергията от възобновяеми източници.

Работата на учените е част от по-голямо, интегрирано портфолио от проекти, финансирани от програмата за съхранение на енергия към американското Министерство на енергетиката.

smallercheap
Изследователят от лабораторията „Сандия“ Тод Монсон и колегите му са създали желязно-нитридни трансформатори за новото поколение системи за съхранение на енергия. Снимка: Ранди Монтоя

 

Преносимите системи за съхранение и преобразуване на енергия, които могат да се побират в едно-единствено полуремарке, могат да направят рентабилно бързото инсталиране на системи за слънчева, вятърна и геотермална енергия дори и на най-отдалечените места. „Подобни модуларни системи могат да бъдат разгърнати бързо на множество места при по-къси срокове за монтаж и узаконяване“, казва изследовтелят от „Сандия“ Тод Монсън от поделението за нано-науки, който е ръководител на екипа заедно със Стан Атчити от дивизията за системи и технологии за енергийно съхранение в Сандия.

Лабораторията произвежда желязно-нитридни прахове чрез сферично-фрезовани железни прахове в течен азот и след това амоняк. След това желязно-нитридните прахове биват консолидирани чрез нискотемпературна техника за синтероване (FAST), която образува плътен материал от пудрата чрез прилагането на топлина и понякога налягане. Този метод на производство дава възможност за създаването на трансформаторни сърцевини от суровите изходни материали за минути, без разграждане на железните нитриди, каквото може да се случи при по-високи температури, използвани в конвенционалното синтероване.

Според учените от лабораторията, този метод може да позволи създаването на трансформатори, които са 10 пъти по-малки, отколкото са сегашните. Интересното е, че FAST методът позволява оформянето на трансформаторните ядра по от желязно-нитридни прахове директно в части с перфектни размери, без да е необходима намесата на каквато и да е машинна обработка, казват учените.

Благодарение на своите магнитни свойства желязно-нитридните трансформатори могат да бъдат направени много по-компактни и по-леки от традиционните трансформатори, с по-добра способност за работа с напрежение и по-голяма ефективност. Те ще изискват само въздушно охлаждане, което е друг важен фактор за пестенето на пространство. Железният нитрид също така може да служи като по-стабилен, по-високопроизводителен материал за трансформаторни ядра.

Усъвършенстваните магнитни материали са критични за системите за преобразуване на енергията от следващо поколение, които използват високо-честотни свързани преобразуватели. Те могат да допълнят работата на „Сандия“ за създаването на материали с широк честотен диапазон за производството на устройства за подобряване на системите за силова електроника. „Те могат да издържат на по-високи честоти и по-високи температури, което в крайна сметка да доведе до проекти с висока енергийна плътност“, каза Атчити.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*