МОСКВА, 3 декабря. /ТАСС/. Исследователи из России разработали оптический ИИ-сенсор, который точно отслеживает уровень заряда ванадиевых проточных аккумуляторов в режиме реального времени и использует эти данные для коррекции режима работы батареи и повышения ее долговечности. Об этом сообщила ТАСС пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Наш датчик учитывает изменения концентраций активных компонентов и самокалибруется в процессе эксплуатации. В нем задействован ИИ, анализирующий параметры аккумулятора и корректирующий режим работы. В результате снижается погрешность определения степени заряда, поскольку исключается влияние побочных реакций и накопления продуктов разложения в электролите", - пояснил главный научный сотрудник лаборатории квантовых коммуникаций НИТУ МИСИС Григорий Гольцман, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают ученые, ванадиевые проточные аккумуляторы представляют собой одну из самых перспективных систем хранения энергии, которая по многим параметрам превосходит уже существующие литиевые аккумуляторы и другие типы батарей. Их более широкому использованию в том числе мешает то, что до настоящего времени у разработчиков подобных устройств не было быстрого и простого способа точно определить уровень заряда.
"В ванадиевых аккумуляторах невозможно с высокой точностью подсчитать, сколько осталось заряда. Традиционные методы, такие как кулономентрия или измерение напряжения в разомкнутой цепи, могут накапливать погрешности с каждым циклом заряда и разряда ячейки. От этого снижается эффективность работы аккумулятора: со временем искажается реальный уровень заряда, что, в свою очередь, может привести к износу батареи и сокращению ее срока службы", - добавил сотрудник лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Алексей Кузин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Российские ученые обратили внимание на то, что показатель преломления электролита в подобных устройствах значимым образом меняется в процессе их работы. Опираясь на эту идею, исследователи создали наночип на базе набора микроканалов и фотонного кольцевого резонатора, который постоянно отслеживает перемены в оптических свойствах электролита, связанные с переменами в концентрации ионов ванадия.
Собранные им данные обрабатываются при помощи системы машинного обучения, которая определяет уровень заряда батареи и корректирует работу аккумулятора при необходимости. Проведенные учеными эксперименты подтвердили высокую точность работы данной системы, которую в перспективе можно будет встраивать прямо внутрь рабочих емкостей проточного аккумулятора. Это значительно удешевит и упростит мониторинг степень заряда ванадиевых аккумуляторов, подытожили исследователи.
О проточных батареях
Проточные батареи представляют собой один из новых способов хранения электрической энергии, в рамках которого энергия извлекается в результате химических реакций между двумя растворами химических веществ. Подобные батареи значительно более долговечны, чем их "твердые" литиевые аналоги, однако их достаточно сложно и дорого изготавливать, а также их мощность и другие ключевые параметры могут существенным образом меняться при повышении или снижении температуры окружающей среды.
