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:
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.
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!