Химические источники тока

Профиль посвящён разработке и испытанию химических источников тока — в частности, литий-ионных аккумуляторов. Участники познакомятся с современным оборудованием и технологиями подготовки материалов для сборки аккумуляторов, а также с методами их исследования и испытания.

Вы научитесь рассчитывать характеристики электрохимических систем, работать с порошковыми материалами, собирать аккумуляторные ячейки и анализировать результаты испытаний. Эти навыки применяются при создании автономных источников энергии для электроники, транспорта и других устройств.

Первый этап состоит из двух туров.

Инженерный тур знакомит с тематикой профиля.

Предметный тур проверяет уровень школьной подготовки:

• по химии;
• по физике.

Также участники проходят образовательный курс по электричеству, строению атома, химии и химическим источникам тока. Материалы курса помогут подготовиться к следующему этапу.

Ко второму этапу участники собираются в команды и знакомятся с основными этапами разработки и испытания химических источников тока.

Участники:

• рассчитывают энергетическую ёмкость и удельную мощность элементов;
• оценивают конструкционные параметры электрохимических систем;
• изучают технологические процессы производства аккумуляторов и топливных элементов;
• проводят лабораторные работы по электрохимии и аналитической химии;
• знакомятся с методами электрохимического анализа;
• создают принципиальные электрические и технологические схемы;
• определяют ключевые параметры зарядно-разрядных процессов;
• изучают автоматизацию испытательных стендов и сбор данных о динамике электрохимических реакций.

Работа над задачами II этапа и изучение образовательных материалов профиля помогут участникам подготовиться к финалу.

Финалистам предстоит создать прототип литий-ионного аккумулятора монетного типа.

Команды рассчитают параметры электродов, подберут состав материалов и разработают технологическую схему сборки аккумуляторной ячейки.

В процессе работы участники:

• подготовят и смешают порошковые материалы для электродов;
• изучат влияние размера частиц на шихтование;
• проведут минералогический анализ исходного сырья;
• соберут литий-ионные аккумуляторные ячейки в лабораторных условиях;
• оценят электрохимические характеристики готовых образцов;
• проведут испытания собранных аккумуляторов.

Разработанные прототипы могут стать основой для дальнейших проектов в области альтернативной энергетики.