Po ročnej neustálej prevádzke nestratila batéria takmer nič zo svojej kapacity.
Súčasti batérie. Zdroj: PNNL
Výskumníci z Tichomorského severozápadného národného laboratória (PNNL) zistili, že rozpustenie jednoduchého cukru v elektrolyte v prietokovej batérii zvýši jej výkon o pozoruhodných 60 percent. Dokonca po ročnej neustálej prevádzke nestratila batéria takmer nič zo svojej kapacity.
Na čo sa využívajú prietokové batérie?
Prietokové batérie sú dvojkomorové zariadenia (v jednej časti je anóda a v druhej katóda) s tekutým elektrolytom, ktoré sa aktívne vyvíjajú po celom svete pre ich prísľub zariadenia na ukladanie energie pre energeticky čoraz viac náročný systém.
Zvyčajne sú vhodné pre veľké, dlhodobé skladovanie energie. V posledných rokoch je o ne veľký záujem, keďže sa mestá snažia vyriešiť problémy s prerušovanou dodávkou z obnoviteľných zdrojov energie.
Výskumníci pripravujú experimentálny elektrolyt prietokovej batérie, ktorý preukázal dlhú životnosť v laboratórnom prostredí. Zdroj: PNNL
Náhoda niekedy pomáha
„Hľadali sme jednoduchý spôsob, ako v našom vodnom elektrolyte rozpustiť viac fluorenolu,“ povedal Ruozhu Feng, prvý autor novej štúdie. V nádeji preto použili cukor nazývaný β-cyklodextrín. Skutočným prínosom bola však jeho prekvapivá katalytická schopnosť.
V spolupráci s výskumníkmi z Yalovej univerzity prišli na mechanizmus, akým spôsobom cukor pracuje. Podľa ich výsledkov publikovaných v časopise Joule prijíma cukor kladne nabité protóny, čím vyrovnáva pohyb záporne nabitých elektrónov pohybujúcich sa smerom k bunkovej membráne a cez ňu. Po určitom ladení dokázali vedci zvýšiť rýchlosť reakcie, a tým aj efektivitu výkonu batérie o neuveriteľných 60 percent.
Na rozdiel od technológie prietokových batérií Influit, ktorá bola založená na výskume Illinois Tech, sú tieto cukry v elektrolyte plne rozpustené. Influit používa drobné pevné nanočastice aktívneho materiálu z oxidu kovu vo viskóznej tekutine.
Akonáhle bol výstupný výkon optimalizovaný, tím otestoval jeho výdrž. Výskumníci nabíjali a vybíjali batériu nepretržite viac ako rok, zastavili sa až po prasknutí plastovej trubice. Čas sa však na výkone podpísal len minimálne a batéria stratila len zanedbateľnú časť svojej kapacity.
Pozrite si
Udržateľnejší prístup
„Ukázali sme, že môžete použiť úplne iný typ katalyzátora navrhnutý na urýchlenie premeny energie. Eliminuje potenciálne uvoľnenie pevnej látky a znečistenia systému, pretože je rozpustený v kvapalnom elektrolyte,“ vysvetľuje Wei Wang, jeden z autorov štúdie.
Odborníci po celom svete sa snažia znížiť množstvo vzácnych minerálov a toxických materiálov, ktoré sa využívajú v batériovom priemysle. Dúfajú v udržateľnejší prístup, v rámci ktorého je možné chemikálie syntetizovať vo veľkých množstvách ako vo farmaceutickom a v potravinárskom priemysle, a nie prostredníctvom ťažby minerálov.
Prietokové batérie zvyčajne vydržia oveľa dlhšie ako lítiové, no napriek tomu je to podľa výskumníkov po prvýkrát, čo akákoľvek známa prietoková batéria preukázala takúto životnosť.
Zdroj: New Atlas, pv magazine
(JM)
