Mga Baterya sa Pag-agos: Palihug Ibubo Kanako ang mga Electron!

Ang mga syentista gikan sa Fraunhofer Institute sa Alemanya nagdala og seryoso nga buluhaton sa pag-uswag sa natad sa mga baterya nga de kuryente, nga alternatibo sa mga klasikal. Uban sa teknolohiya sa pag-agos sa redox, ang proseso sa pagtipig sa elektrisidad lahi gyud ...

Ang mga baterya, nga gisingil og likido ingon gasolina, ibubo sa usa ka awto nga adunay gasolina o diesel engine. Tingali kini tunog utopian, apan alang kang Jens Noack sa Fraunhofer Institute sa Pfinztal, Alemanya, kini sa tinuud adlaw-adlaw nga kinabuhi. Sukad kaniadtong 2007, ang bahan sa pag-uswag diin siya naapil nagpalambo sa kini nga exotic nga porma sa rechargeable nga baterya nga anaa na. Sa tinuud, ang ideya sa usa ka flow-through o gitawag nga flow-through redox nga baterya dili lisud, ug ang una nga patente sa kini nga lugar nagsugod pa kaniadtong 1949. Ang matag usa sa duha ka mga wanang sa selyula, nga gibulag sa usa ka membrane (parehas sa mga fuel cell), konektado sa usa ka reservoir nga adunay sulud nga usa ka electrolyte. Tungod sa kiling sa mga sangkap nga adunay kemikal nga reaksyon sa matag usa, ang mga proton nagbalhin gikan sa usa ka electrolyte ngadto sa usa pa pinaagi sa lamad, ug ang mga electron gitultolan pinaagi sa usa ka karon nga konsyumer nga konektado sa duha nga bahin, nga sangputanan ningdagan ang us aka kuryente. Pagkahuman sa usa ka piho nga oras, duha ka mga tangke ang nahubsan ug napuno sa lab-as nga electrolyte, ug ang gigamit usa nga "gi-recycle" sa mga nag-charge nga istasyon.

Samtang kining tanan nindot tan-awon, subo nga adunay daghan pa nga mga babag sa praktikal nga paggamit niini nga matang sa baterya sa mga sakyanan. Ang densidad sa enerhiya sa usa ka vanadium electrolyte redox nga baterya naa sa sakup nga 30 Wh matag kilo, nga halos parehas sa usa ka lead acid nga baterya. Aron matipigan ang parehas nga kantidad sa enerhiya sama sa usa ka modernong 16 kWh lithium-ion nga baterya, sa karon nga lebel sa redox nga teknolohiya, ang baterya magkinahanglan og 500 ka litro nga electrolyte. Dugang pa sa tanan nga mga peripheral, siyempre, ang gidaghanon nga dako usab - usa ka hawla nga gikinahanglan aron mahatagan ang gahum sa usa ka kilowatt, sama sa usa ka kahon sa beer.

Ang ingon nga mga parameter dili angay alang sa mga awto, nga gihatag nga ang baterya sa lithium-ion nagtipig upat ka beses nga daghang kusog matag kilo. Bisan pa, ang Jens Noack malaumon, tungod kay ang mga kalamboan sa kini nga lugar nagsugod pa lang ug ang mga palaaboton adunay paglaum. Sa laboratoryo, ang gitawag nga vanadium polysulfide bromide nga baterya nakakab-ot sa usa ka density sa enerhiya nga 70 Wh matag kilo ug parehas sa kadako sa mga nickel metal hydride nga baterya nga gigamit karon sa Toyota Prius.

Gaminusan niini ang katunga nga kinahanglan nga gidaghanon sa mga tanke. Salamat sa usa ka medyo yano ug barato nga sistema sa pag-charge (duha nga mga bomba ang nagbomba sa bag-ong electrolyte, duha nga gisuyop ang gigamit nga electrolyte), ang sistema mahimong mapahamtang sa napulo ka minuto aron makahatag us aka 100 km. Bisan ang mga dali nga pag-charge nga sistema sama sa gigamit sa Tesla Roadster nga molungtad og unom ka beses nga mas taas.

Sa kini nga kaso, dili ikatingala nga daghang mga kompanya sa automotiko ang midangop sa panukiduki sa Institute, ug ang estado sa Baden-Württemberg naggahin ug 1,5 milyon nga euros alang sa pag-uswag. Bisan pa, magkinahanglan pa kini og panahon aron maabot ang bahin sa teknolohiya sa automotive. "Kini nga matang sa baterya mahimo’g maayo nga molihok sa mga sistema sa kuryente, ug naghimo na kami mga eksperimento nga istasyon para sa Bundeswehr. Bisan pa, sa natad sa mga de-koryenteng salakyanan, kini nga teknolohiya mahimong angay alang sa pagpatuman sa mga napulo ka tuig, ”ingon ni Noak.

Ang mga exotic material dili kinahanglan alang sa paghimo sa flow-through redox nga mga baterya. Wala’y mahal nga mga catalista sama sa platinum nga gigamit sa fuel cells o polymers sama sa baterya sa lithium ion nga kinahanglan. Ang taas nga gasto sa mga sistema sa laboratoryo, nga moabot sa 2000 euro matag kilowatt sa kuryente, tungod ra sa kamatuuran nga sila us aka klase ug hinimo sa kamut.

Samtang, ang mga espesyalista sa institute nagplano sa pagtukod sa ilang kaugalingon nga wind farm, diin ang proseso sa pag-charge, nga mao, ang paglabay sa electrolyte, mahitabo. Uban sa redox flow, kini nga proseso mas episyente kay sa pag-electrolyze sa tubig ngadto sa hydrogen ug oxygen ug paggamit niini sa mga fuel cell - ang mga instant nga baterya naghatag og 75 porsyento sa kuryente nga gigamit sa pag-charge.

Mahanduraw namon ang mga estasyon sa pag-charge nga, kauban ang naandan nga pag-charge alang sa mga de-kuryenteng salakyanan, nagsilbing buffer batok sa kataas nga karga sa sistema sa kuryente. Pananglitan, karon, daghang mga turbine sa hangin sa amihanang Alemanya ang kinahanglan nga patyon bisan pa sa hangin, kung dili mag-overload sila sa grid.

Bahin sa seguridad, wala’y peligro. "Kung gisagol nimo ang duha nga electrolytes, adunay usa ka kemikal nga circuit nga naghatag init ug ang temperatura mosaka sa 80 degree, apan wala’y lain nga nahinabo. Bitaw, ang pila ka likido dili luwas, apan ingon usab gasolina ug diesel. Bisan pa sa potensyal sa flow-through redox nga mga baterya, ang mga tigdukiduki sa Fraunhofer Institute lisud usab nga magtrabaho pagpalambo sa teknolohiya sa lithium-ion ...

teksto: Alexander Bloch

Baterya sa pag-agas sa redox

Ang usa ka redox flow nga baterya sa tinuud usa ka krus tali sa usa ka naandan nga baterya ug usa ka fuel cell. Ang elektrisidad nag-agos tungod sa interaksyon tali sa duha ka electrolyte - ang usa konektado sa positibo nga poste sa cell ug ang usa sa negatibo. Sa kini nga kaso, ang usa naghatag positibo nga gikarga nga mga ion (oksihenasyon), ug ang lain nakadawat niini (pagkunhod), busa ang ngalan sa aparato. Kung ang usa ka lebel sa saturation maabot, ang reaksyon mohunong ug ang pag-charge naglangkob sa pag-ilis sa mga electrolyte sa mga presko. Ang mga trabahante gipahiuli gamit ang balik nga proseso.