Работа – часть большего, интегрированного портфеля проектов, финансируемых Программой Аккумулирования энергии Министерства энергетики (DOE) в Управлении по электроснабжению и безопасности энергетики.Транспортабельные системы аккумулирования энергии и преобразования электроэнергии, которые могут соответствовать в единственном полуприцепе, могли сделать его экономически выгодным, чтобы быстро установить солнечный, ветер и геотермические энергетические системы в даже самых отдаленных местоположениях.«Такие модульные системы могли быть развернуты быстро на многократные места с намного меньшим количеством собрания и время проверки», сказал исследователь Сандиа Тодд Монсон из Наноразмерного Научного Отдела, который возглавил команду со Стэном Аткитти из Energy Storage Technology & Systems Department Сандиа.
Железо изготовлений Сандиа азотирует (γ ‘-Fe4N) порошки мелющими шар железными порошками в жидком азоте и затем аммиаком. Железо азотирует порошки, тогда объединены через помогшийся с областью метод спекания (FAST) низкой температуры, который формирует твердый материал от свободных порошков до применения тепла и иногда давления.БЫСТРЫЙ производственный метод позволяет создание ядер трансформатора от сырых стартовых материалов в минутах, не анализируя необходимого железа азотирует, как это могло произойти при более высоких температурах, используемых в обычном спекании.
Ранее, &gamma’; фаза железа азотирует, был только синтезирован или в форме тонкой пленки в окружающей среде высокого вакуума или как включения в другие материалы, и никогда не интегрировался в фактическое устройство.Монсон сказал, что использование этого метода могло сделать трансформаторы до 10 раз меньшего размера, чем они в настоящее время.Никакая механическая обработка не требуется«БЫСТРО позволяет чистое формирование частей, означая, что железо азотирует порошки, может быть спечен непосредственно в совершенно размерные части, такие как ядра трансформатора, которые не требуют никакой механической обработки», сказал Монсон.Из-за его магнитных свойств, железо азотирует трансформаторы, может быть сделан намного более компактным и легче, чем традиционные трансформаторы, с лучшей способностью коммутируемой мощности и большей эффективностью.
Они потребуют только воздушного охлаждения, другого важного космического спасателя. Железо азотирует, также мог служить более прочным, высокоэффективным материалом ядра трансформатора через национальную электрическую сетку.До сих пор Монсон и его коллеги продемонстрировали, что фальсификация железа азотирует ядра трансформатора с хорошими физическими и магнитными особенностями и теперь совершенствует их процесс и готовится проверять трансформаторы в испытательных стендах преобразования электроэнергии.«Продвинутые магнитные материалы очень важны для систем преобразования электроэнергии следующего поколения, которые используют высокочастотные связанные конвертеры и могут дополнить усилия Сандиа в ультрашироких материалах устройства запрещенной зоны для улучшенных систем силовой электроники.
Они могут противостоять более высоким частотам и более высоким температурам, которые в конечном счете приводят к мощным проектам плотности», сказал Аткитти.Монсон, Atcitty и их команда основывались на экспертных знаниях Сандиа в силовой электронике и магнитных материалах в сильном сотрудничестве с Калифорнийским университетом, Ирвином и исследователями Университета штата Аризона, которые помогли с моделированием уровня систем и обработкой материалов.
Члены команды из Сандиа и УК Ирвин подали заявку на патент для процесса синтеза материалов.«Силовая электроника представляет существенный фактор стоимости в эффективной системе аккумулирования энергии», сказали Имре Гюк, диспетчер программ Аккумулирования энергии в Управлении по электроснабжению и безопасности энергетики САМКИ.