Vědci Monash navrhli rychlou a bezpečnou tekutou baterii pro domácí solární energii. Systém by mohl překonat drahé možnosti lithium-iontů.
Inženýři vytvořili novou baterii na bázi vody navrženou tak, aby byla střešní solární úložiště v australských domovech bezpečnější, dostupnější a efektivnější.
Tato „Flow Battery“ nové generace připravuje cestu pro kompaktní a vysoce výkonné energetické systémy vhodné pro domácnosti a předpokládá se, že stojí mnohem méně než dnešní lithium-iontové nastavení, které jsou ceny kolem 10 000 $.
Průlomový membránový design
Ačkoli průtokové baterie existují po celá desetiletí, většinou byly omezeny na rozsáhlé skladování energie kvůli jejich hromadné a relativně pomalé době nabíjení.
Wanqiao Liang, hlavní autor studie a kandidát PhD na ministerstvu materiálových věd a inženýrství, vysvětlil, že přepracovaná membrána týmu řeší toto omezení rychlosti, což činí technologii praktickou pro domovy a umístění jako silný uchazeč na trhu s obnovitelné energií.
„Vzali jsme bezpečnou a cenově dostupnou chemii a udělali jsme ji dostatečně rychle, abychom zachytili střešní solární energii v reálném čase,“ řekla paní Liang.
„Vytvořili jsme membránu, která konečně vytváří konkurenceschopné baterie organických toků pro rezidenční a střední skladování. Otevírá dveře systémům, které jsou nejen levnější, ale také bezpečnější a jednodušší.“
Překonat průmyslové standardy
Ačkoli několik společností již vyrábí tok baterií, verze vyvinutá v Monash je výrazná pro spojování bezpečnosti, cenové a rychlé výkonnosti. Velmi málo systémů po celém světě dokázalo dosáhnout této rovnováhy.
„Klíčem bylo zlepšení selektivity iontů; umožnění dobrých iontů rychlým a přitom udržování nežádoucích mimo.
„Překonali jsme průmyslovou standardní membránu Nafion v rychlosti i stabilitě-provozovali jsme 600 vysoce proudových cyklů s prakticky žádnou ztrátou kapacity-to je hlavní skok vpřed pro tento druh baterie.“
Wanqiao uvedl, že pro zajištění toho, aby tyto baterie fungovaly pro střešní solární solární sílu doma, je rozhodující pečlivá rovnováha.
„To je druh baterie, kterou byste chtěli ve své garáži,“ řekla paní Liang.
„Je to netoxický, nehořlavý a vyroben z hojných materiálů, a to vše při slunečném dni, přičemž udržujte krok se sluneční energií.“
Tým je nyní 3D tisk prototypu a testuje je za podmínek reálného světa.
„Pokud prototypy neustále provádějí tak, jak očekáváme, mohlo by to být na trhu za několik let,“ řekla paní Liang.
Jak fungují průtokové baterie
Dr. Cara Doherty, spoluautor studie z CsiroUvedené průtokové baterie ukládají energii do tekutin spíše než v pevných materiálech, jako jsou materiály, které se nacházejí v lithium-iontových bateriích, což je činí levnějšími pro výrobu, bezpečnější pro provoz a snadnější škálování.
„Flow baterie fungují trochu jako dva rybí nádrže spojené membránovou bariérou, která umožňuje projít ionty, což umožňuje skladování a uvolňování energie,“ řekl Dr. Doherty.
„Uvnitř baterie jsme vyvinuli nový typ membrány, která lépe vede tok materiálů – jako je přidání jízdních pruhů na dálnici. To znamená rychlejší nabíjení, delší životnost baterie a celkově lepší výkon.“
V roce 2018 společnost Monash nainstalovala úložný systém 1MWh Redt Energy (nyní známý jako Instinity Energy)-největší komerční nastavení v Austrálii v Austrálii a první svého druhu po celém světě-jako hlavní součást mikrogridu v areálu Clayton. Monash Microgrid hraje ústřední roli v cíli univerzity stát se 100 % energií soběstačnými a je klíčovou součástí dosažení čistých nulových emisí do roku 2030.
Nyní je Monash domovem dalšího velkého skoku v čistém skladování energie.
Reference: „Flow baterie s pozoruhodně stabilním výkonem s vysokou hustotou proudu: vývoj nefluorinovaného separátoru se souběžným odmítnutím a vodivostí“ Wanqiao Liang, Ehsan Ghasemiestahbanati, Nathan T. Eden, Durga Acharya, Cara M. Doherty, Mainak Majumder a Matthew R. Hill, 20. května, 20. května, 20. května, 20. května, 19225 Applied Chemistry International Edition.
Dva: 10.1002/ANIE.202505383
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
