باتری که انرژی تجدید پذیر را در خود ذخیره می کند

به گزارش سیناپرس به نقل از فردانما،این باتری با استفاده از عناصر فراوان خاکی ساخته‌شده، نسبت به طرح قبلی خود ایمن‌تر است و  در کمتر از سه سال دیگر روانه‌ی بازار خواهد شد.

باتری‌های لیتیوم-یونی برای تلفن‌های هوشمند و ماشین های شاسی بلند برقی بسیار مناسب‌اند، اما شاید برای تحمل فشاری مداومی که انرژی خورشیدی و بادی به شبکه وارد می‌کند بهترین گزینه نباشند. برای استفاده‌ی بهینه از انرژی‌های تجدید پذیر، به چیزی نیاز است که انعطاف‌پذیرتر و با قابلیت تغییر در اندازه بوده و از همه مهم‌تر ارزان‌تر از باتری‌های خشک باشد. (ایلان ماسک برای استفاده‌ی خانگی شما نیز باتری‌های لیتیوم-یونی را پیشنهاد می‌کند، اما کمترین قیمت پاوروال آن‌ها ۳۰۰۰ دلار است.)

باتری‌های جریانی می‌تواند بهترین راه‌حل باشد. آن‌ها انرژی را در یک منبع خارجی و در حالت مایع ذخیره می‌کنند، ، برای آزاد کردن انرژی اجازه می‌دهند که دو مایع از طریق لایه‌ای غشایی با یکدیگر تبادل ینی انجام دهند. این کار باتری‌های جریانی را بسیار پایدار می‌کند: ظرفیت آن‌ها را می‌تواند با تغییر اندازه‌ی مخزن کم یا زیاد کرد و میزان برق خروجی آن را می‌توان با تغییر اندازه‌ی سطح لایه‌ی غشایی تنظیم کرد. باتری‌های جریانی می‌توانند برای مدت‌زمان زیادی بدون استفاده باقی بمانند بی‌آنکه انرژی‌ای از دست دهند و دمای بالا یا پایین‌بر آن‌ها تأثیری نمی‌گذارد.

پروفسور مایکل عزیز و گروهش با تغییر طرح قبلی، باتری‌ای ایمن‌تر و سازگارتر با محیط‌زیست ساخته‌اند. باتری آن‌ها به‌وسیله‌ی عناصر فراوان و ارزان خاکی مانند کربن، آهن و پتاسیم ساخته‌شده و غیر سمی، نسوز و درمجموع بی‌خطرتر است. به همین دلیل این محصول احتمالاً برای ذخیره‌ی انرژی خورشیدی و یا توربین های بادی قابل حمل به خانه‌های ما راه پیدا خواهد کرد.

باتری‌های جریانی را می‌توان فناوری‌ای نوین در نظر گرفت، دور از انصاف نیست اگر بگوییم که در ساخت نسل اولیه‌ی این باتری‌ها از عناصر درستی استفاده نشد. سابقاً در ساخت این باتری‌ها برای الکترود از وانادیوم و برومیم حل‌شده در اسید استفاده می‌شد (به‌عنوان مایع ذخیره کننده‌ی انرژی). باوجود مؤثر بودن، این ترکیب گران، خطرناک و سمی بود.

سال گذشته عزیز و گروهش طرح ساخت باتری جریانی را ارتقا داده و به‌جای وانادیوم از کینون های سازگارتر با محیط‌زیست استفاده کردند – مواد شیمیایی‌ای که در فرایند فوتوسنتر دخیل هستند. در آخرین طرح، آن‌ها برومیم را با فروسیانید تعویض کردند، ماده‌ای که برای جلوگیری از به هم چسبیدن به نمک خوراکی اضافه می‌شود.

باتری جدید به‌جای کار در محلول اسیدی، از محلول بازی استفاده می‌کند. پی اچ بالاتر خورندگی کم‌تری دارد، به همین دلیل می‌توان به‌جای استفاده از فلزهای گران‌قیمت، مخازن را از پلاستیک ساخت. محیط بازی بین لایه‌های غشایی مقاومت الکتریکی بیشتری ایجاد می‌کند، اما با افزایش ولتاژ باتری این مشکل برطرف شده است.

با توجه به گفته‌های گروه، بازدهی این باتری در حال حاضر ۹۹ درصد است، بازدهی نوع رفت و برگشتی حدود ۸۴ درصد اندازه‌گیری شده است. داده‌ها نشان می‌دهد که عمر این باتری حدود ۱۹۰۰ سیکل بوده که به‌مراتب بالاتر از انواع لیتیوم-یونی است.

 

 

 

 

مشکل اساسی این فناوری پایین بودن چگالی انرژی آن، یا مقدار انرژی‌ای که می‌توان در واحد حجم ذخیره کرد است. محققان در آخرین یافته‌های انتشار داده‌ی خود این میزان را ۱۹ وات‌ساعت در یک لیتر اعلام کرده‌اند که در یافته‌های اخیر خود اندکی افزایش‌ یافته است.

این میزان به نسبت باتری‌های لیتیوم-یونی بسیار کمتر است، که حدود ۳۰۰ وات‌ساعت در لیتر تولید می‌کند. این مشکل می‌تواند باعث شود که افراد زیادی از به کار بردن این باتری در مصارف خانگی خودداری کنند (برای استفاده از آن به زیرزمین بزرگی نیاز خواهید داشت). اما برای شبکه‌هایی در مقیاس بالا که در آن فضای اضافه مشکل تلقی نمی‌شود و هدف اصلی کاهش میزان هزینه است، استفاده از این باتری‌های ارزان با سازگاری بالا می‌تواند بهترین گزینه باشد.

در حال حاضر دانشمندان در حال کار بر روی افزایش عمر و کاهش قیمت لایه‌ی غشایی هستند. آن‌ها می‌گویند که تا سه سال آینده استفاده از این باتری‌ها ازنظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه خواهد شد.