Новая разработка улучшает эффективность и долговечность батарей
Российские учёные создали оптический ИИ-сенсор, который в реальном времени отслеживает уровень заряда ванадиевых проточных аккумуляторов. Он использует полученные данные для корректировки работы батареи и увеличения её срока службы. Разработка была создана в стенах НИТУ МИСИС.
Наш датчик учитывает изменения концентраций активных компонентов и самокалибруется в процессе эксплуатации. В нём 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.
— Григорий Гольцман, учёный из НИТУ МИСИС
Ванадиевые проточные аккумуляторы представляют собой один из наиболее перспективных методов хранения энергии, который превосходит существующие литиевые батареи по многим параметрам. Их использование ограничивается тем, что разработчики не имели до сих пор требуемых методов для точного определения уровня заряда.
Сотрудник лаборатории фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Алексей Кузин пояснил, что в ванадиевых аккумуляторах сложно точно подсчитать оставшийся заряд. По его словам, традиционные методы, такие как кулонометрия или измерение напряжения в разомкнутой цепи, могут накапливать погрешности с каждой зарядкой и разрядкой.
Российские учёные обратили внимание на значительные изменения показателя преломления электролита в процессе работы. На основе этой идеи они создали наночип с микроканалами и фотонным кольцевым резонатором, который постоянно мониторит оптические свойства электролита, связанные с изменением концентрации ионов ванадия.
Данные, собранные чипом, обрабатываются с помощью системы машинного обучения, которая определяет уровень заряда и корректирует работу аккумулятора при необходимости. Эксперименты подтвердили высокую точность системы.