סוללה חדשה על בסיס מים עשויה לחולל מהפכה באחסון החשמל

מסטנפורד אנו מקבלים את הבשורה על סוללת מים חדשה לאחסון אנרגיה נקייה. סוללת נטילת מימן-מנגן נטענת תוכננה לאחסון רשת: יש לה קיבולת גבוהה וחיי שירות ארוכים והיא מבטיחה עלויות נמוכות.

אחסון אנרגיה חשמלית בקנה מידה גדול השתרש בשוק האנרגיה. כיום, מכשירי אחסון כמו סוללות ליתיום-יון, עופרת חומצה, רדוקס ומתכת נוזלית מציעים עתיד לתעשייה, מה שמגדיל את ההשקעות. מצד שני, כל האפשרויות הללו, בצורה כזו או אחרת, עדיין רחוקות מספקת את צרכי האחסון של הרשת. המפעל האידיאלי יצטרך לארוז אנרגיה רבה בנפח קטן ולעלות פחות מ 100 $ לקוט"ש כדי להיות בר קיימא בקנה מידה גדול. זה צריך להיות גם חיי שירות ארוכים, כפי שמסביר יי קואי, פרופסור למדעי חומרים והנדסה באוניברסיטת סטנפורד. " הם צריכים שהם יעבדו במשך יותר מ -10,000 מחזורי טעינה, ויוכלו להחזיק מעמד 25 שנה."

Original text


עם זאת, לכל האפשרויות לעיל חסרה לפחות אחת מהדרישות הללו. לטכנולוגיית ליתיום-יון, למשל, יש צפיפות אנרגיה גבוהה (יותר מ- 200 Wh / kg), אך היא עדיין יקרה מדי. הדבר נכון גם לסוללות רדוקס, שהן מערכות מסורבלות מאוד. מצד שני, מכשירים מובילים הם לא יקרים, אך הם נמשכים רק 500 מחזורים וצפיפות האנרגיה שלהם נמוכה, פגם שנמצא גם בפתרונות ה"נוזלים "החדשים.

אלטרנטיבה לגישות קלאסיות היא סוללת המנגן-מימן החדשה, או כפי שכבר הוסב על ידי מדענים, הסוללה על בסיס מים. זה נוצר על ידי קבוצה של כימאים בראשות קוי עצמו. האבטיפוס מורכב מקתודה של סיבי פחמן המוחדרת לצילינדר פלדה ומתפתלת סביב אנודת פחמן קטנה טעונה פלטינה. החלל בין שתי האלקטרודות מלא בתמיסה מימית המכילה מנגן סולפט, מלח תעשייתי זול.

איך "סוללת המים" עובדת?

במהלך הטעינה, יוני המנגן עוברים מהפתרון לקתודה, שם הם משתלבים עם חמצן והופכים להיות דו תחמוצת המנגן המוצקה. במקביל, הפלטינה באנודה מזרזת את תגובת ייצור המימן מהמים. התהליך מתהפך במהלך הפריקה: יוני המנגן מתמוססים באלקטרוליט, מימן מתחמצן ליצירת מים ואלקטרונים עוברים במעגל החיצוני. " מה שעשינו - מסביר קואי - הוא פשוט להוסיף מים מיוחדים למים, לטבול בהם אלקטרודה וליצור תגובה כימית הפיכה המאחסנת אלקטרונים בצורה של מימן".

לסוללת המים החדשה יש מתח פריקה של ~ 1.3 וולט וחיי שירות של יותר מ- 10,000 מחזורים ללא השפלה. הוא מציע גם צפיפות אנרגיה גרווימיטרית של 139 וואט / ק"ג וצפיפות נפח של 210 וואט ל"ק.

כמובן שהעבודה עדיין בשלב מוקדם. הצוות השתמש בפלטינה כזרז אשר עלותו תהיה אוסרת בקנה מידה גדול. מסיבה זו, השלב הבא יהיה לבחון זרזים זולים יותר - הקבוצה כבר זיהתה כמה כאלה - כדי להפחית את העלות הכוללת לפחות מ- 100 דולר לקוט"ש.

  • צינורות פחמן לסוללות ליתיום בטוחות יותר, טעינה מהירה וקיבולת של עד פי 10
  • סוללת זרימת שמש חדשה המאחסנת בצורה יעילה יותר אנרגיה בצורה נוזלית
  • סוללת הפולימר שרוצה לרתק את הליתיום על ידי ייצור בזול של 90%
  • הבנייה מתחילה על סוללת האוויר הנוזלית הגדולה בעולם
  • קמצוץ גרפן מוביל לאלקטרוליט הסוללות המוצק "הקשה" בעולם

מומלץ

מאפיינים, יתרונות ושימושים של חומץ תפוחים
אבוקדו: איך לשתול את בורו?
מאפיינים, יתרונות ושימושים של עלי דפנה