Laut Forschern des Imperial College London könnte ein neuer Prozedur z. Hd. dasjenige Batteriedesign den Schlüssel zu einer kostengünstigen Langzeit-Energiespeicherung liefern.
Dasjenige Team aus Ingenieuren und Chemikern hat eine Polysulfid-Luft-Redox-Flow-Batterie (PSA RFB) mit nicht einer, sondern zwei Membranen entwickelt. Dasjenige Doppelmembrandesign überwindet die Hauptprobleme im Rahmen dieser Menge von Großbatterien und eröffnet ihr Potenzial, überschüssige Leistung bspw. aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne zu speichern. Die Wissenschaft wurde in Nature Communications veröffentlicht.
In Redox-Flow-Batterien wird Leistung in flüssigen Elektrolyten gespeichert, die beim Laden und Entlassen durch chemische Reaktionen durch die Zellen fließen. Die gespeicherte Energiemenge wird durch dasjenige Volumen des Elektrolyten spezifisch, wodurch sich dasjenige Gestaltung unter Umständen störungsfrei vergrößern lässt. Jener in herkömmlichen Redox-Flow-Batterien verwendete Elektrolyt – Vanadium – ist jedoch teuer und wird hauptsächlich aus VR China oder Russland bezogen.
Dasjenige Imperial-Team unter jener Pipeline jener Professoren Nigel Brandon und Anthony Kucernak hat an Alternativen gearbeitet, die kostengünstigere Materialien verwenden, die wohlbekannt sind. Ihr Prozedur verwendet eine Körperflüssigkeit qua zusammenführen Elektrolyten und ein Gas qua den anderen – in diesem Kasus Polysulfid (in einer alkalischen Problemlösung gelöster Schwefel) und Luft. Die Leistung von Polysulfid-Luft-Batterien ist jedoch eingeschränkt, da keine Schwingkörper dasjenige vollständige Vonstatten gehen jener chemischen Reaktionen zuteil werden lassen und taktgesteuert dasjenige Übertreten von Polysulfid in den anderen Teil jener Zelle verhindern könnte.
Dr. Mengzheng Ouyang vom Imperial Department of Earth Science and Engineering erklärte: „Wenn dasjenige Polysulfid gen die Luftseite übergeht, verliert man Werkstoff von einer Seite, welches die dort stattfindende Reaktion verringert und die Beweglichkeit des Katalysators gen jener Seite hemmt andere. Dies verringert die Leistung jener Batterie – daher war es ein Problem, dasjenige wir losmachen mussten.“
Die von den Forschern entwickelte Option bestand darin, zwei Membranen zu verwenden, um dasjenige Polysulfid und die Luft mit einer Problemlösung aus Natriumhydroxid zwischen ihnen zu trennen. Jener Vorteil des Designs besteht darin, dass sämtliche Materialien, einschließlich jener Membranen, relativ kostengünstig und weit verbreitet sind und dass dasjenige Gestaltung eine weitaus größere Range an Materialien bietet, die verwendet werden können.
Im Vergleich zu den bisher besten Ergebnissen einer Polysulfid-Luft-Redox-Flow-Batterie konnte dasjenige neue Gestaltung mit solange bis zu 5,8 Milliwatt pro Quadratzentimeter klar mehr Leistung liefern.
Da die Wert ein kritischer Koeffizient z. Hd. langfristige und weithin angelegte Speicherung sind, führte dasjenige Team sekundär eine Kostenanalyse durch. Die Energiekosten – jener Preis jener Speichermaterialien im Verhältnis zur gespeicherten Energiemenge – errechneten sie mit etwa 2,5 US-Dollar pro kWh.
Die Stromkosten – die erzielte Lade- und Entladerate im Verhältnis zum Preis jener Membranen und Katalysatoren in jener Zelle – lagen im Rahmen etwa 1600 US-Dollar pro Kilowatt. Dies ist derzeit höher qua z. Hd. große Energiespeicher machbar wäre, freilich dasjenige Team glaubt, dass weitere Verbesserungen leichtgewichtig erreichbar sind.
Professor Nigel Brandon, jener sekundär Dekan jener Fakultät z. Hd. Ingenieurwissenschaften ist, sagte: „Unser Dual-Schwingkörper-Prozedur ist sehr spannend, da er viele neue Möglichkeiten eröffnet, sowohl z. Hd. solche qua sekundär z. Hd. andere Batterien. Dies z. Hd. die Speicherung in großem Messlatte kostengünstig zu zeugen , wäre eine relativ bescheidene Verbesserung jener Leistung erforderlich, die durch Änderungen am Katalysator zur Erhöhung seiner Beweglichkeit oder durch weitere Verbesserungen jener verwendeten Membranen erreicht werden könnte.
Funktionieren gen diesem Gebiet sind intrinsisch des Teams schon im Gange, dank jener Katalysatorexpertise von Professor Anthony Kucernak vom Department of Chemistry und jener Wissenschaft zur Membrantechnologie von Dr. Qilei Song vom Department of Chemical Engineering.
Dasjenige Spin-out-Unternehmen RFC Power Ltd, dasjenige gegründet wurde, um die Langzeitspeicherung erneuerbarer Leistung gen jener Grundlage jener Wissenschaft des Teams zu gedeihen, wird dieses neue Gestaltung kommerzialisieren, sofern die Verbesserungen vorgenommen werden.
Geschäftsführer von RFC Power Ltd, Tim Von Werne, sagte: „Es besteht ein dringender Bedürfnis an neuen Möglichkeiten, erneuerbare Leistung übrig Tage, Wochen oder sogar Monate zu angemessenen Wert zu speichern kostengünstige Materialien.“
Forschungsbericht: Eine kostengünstige alkalische Polysulfid-Luft-Redox-Flow-Batterie, die durch eine Doppelmembran-Zellarchitektur ermöglicht wird
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