Новый дизайн батарей может помочь солнечной и ветровой энергетике
Ученые из Департамента Энергетики США и Стэнфордского Университета (Stanford University) создали недорогую и долговечную батарею, которая может оказать помощь ветряной и солнечной энергетике стать главным источником электричества.
«Дабы применять ветровую и солнечную энергию в громадных масштабах, нам необходимы действенные батареи, сделанные из недорогих материалов», говорит Yi Cui, доктор наук материаловедения в Стэнфордском Университете. «Мы думаем, что отечественная новая батарея возможно лучшим ответом для регулирования перепадов энергии от экологически чистых источников энергии».
На сегодня структура электрических сетей не разрешает иметь громадные и резкие колебания мощности, вызванные трансформациями в силе ветра и световом излучении. При интегрировании и объединении в сеть солнечной и ветровой энергии, совокупности аккумулирования должны сглаживать резкие перепады входной мощности – накапливать излишки электричества и разряжаться на протяжении падения мощности.
Среди самые перспективных батарей для совокупностей хранения энергии в прерывистых сетях — «потоковые» батареи. Они разрешают легко масштабировать собственную конструкцию до нужных размеров. Новая потоковая батарея, созданная группой Yi Cui, существенно проще собственных аналогов, более недорогая и возможно жизнеспособная для широкомасштабного производства.
Сегодняшние потоковые батареи прокачивают два типа различной жидкости через камеру сотрудничества, где растворенные молекулы подвергаются химическим реакциям, каковые разрешают накапливать либо отдавать энергию. Камера содержит мембрану, которая разрешает незадействованным в реакциях ионам проходить между жидкостями, тогда как активные ионы физически отделены. Таковой дизайн батарей имеет два главных недочёта: большая цена жидкостей из-за содержания таких редких материалов как ванадий, в особенности много для сетевых хранилищ, и мембрана, которая кроме этого стоит дорого и требует нередкого обслуживания.
Новая батарея из Стэнфордского Университета применяет лишь один поток молекул и по большому счету не требует никаких мембран. Молекулы жидкости по большей части складываются из довольно недорогих серы и лития.
Жидкость взаимодействует с кусочком лития, что имеет барьерное покрытие для разрушения прохождения металла и предотвращения электронов. При разрядке, молекулы с заглавием полисульфиды лития, поглощают ионы лития. При зарядке, ионы возвращаются в жидкость.
Целый молекулярный поток происходит в органическом растворителе, что разрешает избежать неприятностей с коррозией.
«В первых лабораторных тестах новые батареи сохраняют отличные характеристики по окончании 2000 циклов зарядки-разрядки, что эквивалентно 5,5 годам ежедневного применения», говорит Yi Cui.
Для демонстрации новой концепции, ученые создали миниатюрную совокупность из стеклянной колбы. При добавлении раствора полисульфида лития, батарея начинает создавать энергию и загорается лампочка LED.
В будущем, команда ученых собирается сделать совокупность лабораторного масштаба для оптимизации обнаружения хранения и процессов энергии потенциальных инженерных неприятностей.
Источник: Stanford University.
