Wissenschaftler nach sich ziehen eine zu Händen dasjenige Stromnetz konzipierte Batterie entwickelt, die Schwung monatelang speichert, ohne viel Speicherkapazität zu verlieren.
Die Evolution dieser „Frost-Tau-Batterie“, die ihre Schwung zu Händen eine spätere Verwendung einfriert, ist ein Schrittgeschwindigkeit in Richtung Batterien, die zur saisonalen Speicherung verwendet werden können: Schwung in einer Saison, wie dem Frühlingszeit, sparen und in einer anderen, wie z Herbst.
Jener Urbild ist stummelig, etwa so weitläufig wie ein Eishockeypuck. Hinwieder dieser potenzielle Sinnhaftigkeit dieser Wissenschaft hinterm Gerät ist riesenhaft und sagt eine Zeit vorn, in dieser Schwung aus intermittierenden Quellen wie Sonne und Wind zu Händen stark Zeit gespeichert werden kann. Die Arbeit von Wissenschaftlern des Pacific Northwest Patriotisch Laboratory des Energieministeriums wurde online am 23. März in Cell Reports Physical Science veröffentlicht.
„Energiespeichertechnologien mit längerer Nutzungsdauer sind wichtig, um die Widerstandsfähigkeit des Netzes zu potenzieren, wenn eine große Menge an erneuerbarer Schwung integriert wird“, sagte Imre Gyuk, Rektor zu Händen Energiespeicherung im Office of Electricity des DOE, dasjenige die Arbeit finanzierte. „Solche Wissenschaft markiert verdongeln wichtigen Schrittgeschwindigkeit in Richtung einer saisonalen Batteriespeicherlösung, die die Selbstentladungsbeschränkungen heutiger Batterietechnologien überwindet.“
Die Schwung dieser Natur nutzen und verpacken
Erneuerbare Quellen möglich sein mit den Kreisläufen dieser Natur gen und ab. Dies macht es schwierig, sie in verdongeln zuverlässigen, stetigen Stromfluss einzubeziehen. Im pazifischen Nordwesten zum Paradigma stauen Flüsse mit starker Abflusskraft Wasserkraftwerke solange bis zum Maximum, während heftige Winde die Columbia Gorge hinab Oralverkehr an den männlichen Geschlechtsorganen. Weltall welche Schwung muss sofort genutzt oder höchster zu Händen ein paar Tage gespeichert werden.
Netzbetreiber würden welche Frühlingsenergie gerne nutzen, sie in großen Batterien speichern und sie dann tardiv im Jahr freilegen, wenn die Winde in dieser Region schwach sind, die Flüsse tief sind und die Stromnachfrage ihren Höhepunkt erreicht.
Die Batterien würden wenn schon die Fähigkeit dieser Versorgungsunternehmen verbessern, verdongeln Stromausfall während schwerer Stürme zu überstehen, und große Energiemengen verfügbar zeugen, die nachdem einem Hurrikan, einem Lauffeuer oder einer anderen Katastrophe in dasjenige Netzwerk eingespeist werden können.
„Es ist so, qua würde man im Frühling Lebensmittel in seinem Grünanlage wachsen lassen, dasjenige Überschüssige in verdongeln Container in den Kühltruhe stellen und es dann im Winter zum Abendessen entfrosten“, sagte Erstautorin Minyuan „Miller“ Lithium.
Die Batterie wird zunächst beladen, während sie gen 180 Klasse Celsius erhitzt wird, wodurch Ionen durch den flüssigen Elektrolyten fließen können, um chemische Schwung zu erzeugen. Dann wird die Batterie gen Raumtemperatur abgekühlt, wodurch die Schwung dieser Batterie im Wesentlichen eingewirkt wird. Jener Elektrolyt wird stramm und die Ionen, die Schwung transportieren, bleiben nahezu regungslos. Wenn die Schwung gesucht wird, wird die Batterie wieder aufgeheizt und die Schwung fließt.
Dies Frost-Tau-Phänomen ist möglich, weil dieser Elektrolyt dieser Batterie geschmolzenes Salz ist – ein molekularer Vetter von gewöhnlichem Speisesalz. Dies Werkstoff ist c/o höheren Temperaturen solvent, nichtsdestoweniger c/o Raumtemperatur stramm.
Dies Frost-Tau-Kurs umgeht ein Problem, dasjenige jeder kennt, dieser sein Personenkraftwagen zu stark ungenutzt stillstehen gelassen hat: eine Batterie, die sich im Leerlauf selbst entlädt. Eine schnelle Entladungsrate, wie die von Batterien in den meisten Autos oder Laptops, würde eine Netzbatterie querstellen, die darauf ausgelegt ist, Schwung mehr als Monate zu speichern. Bemerkenswerterweise hat die PNNL-Frost-Tau-Batterie mehr als 12 Wochen 92 von Hundert ihrer Kondensator einbehalten.
Mit anderen Worten, die Schwung wird nicht stark abgebaut; Es wird konserviert, genau wie Lebensmittel in einem Kühltruhe.
Gewöhnliche Zutaten ein Plus
Dies Team vermied seltene, teure und hochreaktive Materialien. Stattdessen ist die Aluminium-Nickel-Schmelzsalzbatterie randvoll mit gen dieser Schutzleitung reichlich vorhandenen, üblichen Materialien. Pluspol und Minuspol sind feste platter Reifen aus Aluminium bzw. Nickel. Sie sind in ein Ozean aus geschmolzenem Salzelektrolyt eingetaucht, dasjenige c/o Raumtemperatur stramm ist, nichtsdestoweniger c/o Erwärmung solvent fließt. Dies Team fügte dem Elektrolyten Schwefel hinzu – ein weiteres gängiges, kostengünstiges Element –, um die Energiekapazität dieser Batterie zu verbessern.
Einer dieser größten Vorteile dieser Batterie ist die Zusammensetzung einer Komponente, die qua Separator bezeichnet wird und zwischen Pluspol und Minuspol angeordnet ist. Die meisten Hochtemperatur-Schmelzsalzbatterien erfordern verdongeln keramischen Separator, dieser in dieser Herstellung teurer und während des Gefrier-Tau-Zyklus bruchanfällig sein kann. Die PNNL-Batterie verwendet einfaches Glasfaserverstärkter Kunststoff, welches aufgrund dieser stabilen Chemie dieser Batterie möglich ist. Dies spart Wert und macht die Batterie robuster c/o Frost-Tau-Wechseln.
„Die Reduzierung dieser Batteriekosten ist entscheidend. So gesehen nach sich ziehen wir uns zu Händen gängige, kostengünstigere Materialien kategorisch und uns darauf konzentriert, den Keramikseparator zu explantieren“, sagte dieser korrespondierende Wortedrechsler Guosheng Lithium, dieser die Studie leitete.
Die Schwung dieser Batterie wird zu Materialkosten von etwa 23 US-Dollar pro kWh gespeichert, gemessen vor einem jüngsten Zunahme dieser Nickelkosten. Dies Team untersucht die Verwendung von Fe, dasjenige kostengünstiger ist, in dieser Hoffnung, die Materialkosten gen etwa 6 US-Dollar pro kWh zu senken, etwa 15-mal weniger qua die Materialkosten heutiger Lithium-Ionen-Batterien.
Die theoretische Energiedichte dieser Batterie liegt c/o 260 Wattstunden pro Kilogramm – höher qua c/o heutigen Pb-Säure- und Flow-Batterien.
Forscher weisen darauf hin, dass Batterien, die zu Händen die saisonale Lagerung ausgelegt sind, wahrscheinlich nur ein- oder zweimal im Jahr geladen und freisprechen werden. Im Kontroverse zu Batterien, die zu Händen den Produktionsstätte von Elektroautos, Laptops oder anderen Verbrauchergeräten entwickelt wurden, zu tun sein sie nicht Hunderte oder Tausende von Zyklen überstehen.
„Sie können sich so irgendetwas wie eine große Batterie gen einem 40-Standvorrichtung-Traktoranhänger vorstellen, dieser in einem Windpark geparkt ist“, sagte Cobalt-Wortedrechsler Vince Sprenkle, Senior Strategic Advisor c/o PNNL. „Die Batterie wird im Frühlingszeit beladen und dann wird dieser Lkw die Straße hinunter zu einer Umspannstation gefahren, wo die Batterie c/o Bedürfnis während dieser Sommerhitze verfügbar ist.“
Battelle, Betreiber von PNNL, hat die Technologie zum Patent angemeldet. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.pnnl.gov/available-technologies/temperature-based-hibernating-battery.
Forschungsbericht: „Eine Gefrier-Tau-Salzbatterie zu Händen die saisonale Speicherung“
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Nationales Laboratorium des pazifischen Nordwestens
Stromversorgung dieser Welt im 21. Jahrhundert c/o Energy-Daily.com
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