Увеличение производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра, солнца и воды, полезно для окружающей среды, но представляет собой проблему. Поскольку они являются непостоянными источниками, им нужно место для хранения энергии и гарантированного снабжения даже при снижении генерирующих мощностей. И вот тут-то и появляются так называемые проточные батареи и открытие, которое может произвести революцию в этой области.

читать далее

Открытие

  • Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в США использовали простой растворенный сахар, называемый β-циклодекстрином, и производное крахмала для увеличения срока службы и емкости батареи.
  • Исследование было опубликовано в журнале Joule и указывает, что проточная батарея сохраняла способность хранить и высвобождать энергию в течение более года непрерывной зарядки и разрядки.
  • В серии экспериментов ученые оптимизировали соотношение химических веществ в системе до достижения пиковой мощности на 60% больше.
  • Это первый лабораторный эксперимент с проточными батареями, в котором сообщается о более чем годе непрерывного использования с минимальной потерей емкости.
  • «Это новый подход к разработке электролитов для проточных батарей. Мы показываем, что можно использовать совершенно другой тип катализатора, предназначенный для ускорения преобразования энергии. Более того, поскольку он растворяется в жидком электролите, он исключает возможность смещения твердого тела и образования накипи в системе», — сказал Вэй Ван, давний исследователь аккумуляторов в PNNL и ведущий автор исследования.

Посмотрите видео, объясняющее, как работает система:

Предоставлено: Сара Левин/Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория.

Что такое проточная батарея?

  • Проточные батареи состоят из двух камер, каждая из которых заполнена разной жидкостью.
  • Они заряжаются в результате электрохимической реакции и накапливают энергию в химических связях.
  • При подключении к внешней цепи они выделяют эту энергию, которая может питать электрические устройства.
  • Проточные батареи отличаются от обычных батарей тем, что они имеют два внешних питающих резервуара с жидкостью, постоянно циркулирующей через них для подачи электролита, который является своего рода «кровоснабжением» системы.
  • Чем больше емкость для подачи электролита, тем больше энергии может хранить проточная батарея.
  • Проточные батареи являются одним из основных столпов стратегии декарбонизации для хранения энергии из возобновляемых источников энергии.

устойчивость

  • Хотя существует множество проектов проточных батарей и несколько коммерческих установок, существующие установки зависят от добытых полезных ископаемых, таких как ванадий, которые дороги и труднодоступны.
  • Вот почему исследовательские группы ищут эффективные альтернативные технологии, в которых используются более распространенные, легко синтезируемые, стабильные и нетоксичные материалы.
  • Помня об этой цели, исследователи решили работать с материалами, которые не использовались в исследованиях батарей, но которые уже производятся для других промышленных целей.
  • Согласно исследованию, сахарная добавка принимает положительно заряженные протоны, что помогает сбалансировать движение отрицательных электронов при разрядке аккумулятора.
Эксперимент подтвердил увеличение срока службы и емкости батареи (Изображение: Андреа Старр/Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория)

Будущее проточных батарей

  • Исследование является частью следующего поколения конструкции проточной батареи, впервые описанной в журнале Science в 2021 году.
  • В случае возможности ученые показали, что другое распространенное химическое вещество, называемое флуореноном, является эффективным компонентом проточной батареи.
  • Но этот ранний прорыв нуждался в улучшении, потому что процесс был медленным по сравнению с коммерчески доступной технологией проточных батарей.
  • По словам исследователей, это новое достижение делает конструкцию батареи кандидатом на масштабирование.
  • В то же время исследовательская группа работает над дальнейшим улучшением системы, экспериментируя с другими соединениями, которые похожи на β-циклодекстрин, но меньшего размера.
  • Ответственные за исследование уже работают над патентованием открытия.

С информацией от Tech Xplore.

Смотрели новые видео на YouTube от Olhar Digital? Подписывайтесь на канал!

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *