Органическая водная батарея потока, описанная в работе, опубликованной в журнале Advanced Energy Materials, как ожидают, будет стоить 180$ в час киловатта, как только технология полностью разработана. Более низкая цена происходит из-за активных материалов батареи, являющихся недорогими органическими молекулами, по сравнению с товарными металлами, используемыми в сегодняшних батареях потока.«Перемещение от элементов металла перехода до синтезируемых молекул – значительное продвижение, потому что оно связывает затраты батареи для производства, а не товарной оценки металлов,» сказали Имре Гюк, диспетчер программ аккумулирования энергии для Управления по электроснабжению и безопасности энергетики Министерства энергетики (OE), который финансировал это исследование.
«Основанные на воде жидкие электролиты батареи также разработаны, чтобы быть общедоступной заменой для систем клеточного содержания электрического тока», сказали материаловед PNNL Вэй Ван, один из соответствующих авторов газеты. «Владельцы батарей электрического тока могут держать свою существующую инфраструктуру, истощить их более дорогие электролиты и заменить их электролитами PNNL».Изменение токаБатареи потока производят энергию, качая жидкости из подвесных топливных баков в центральный стек. Резервуары содержат жидкие электролиты та энергия магазина.
То, когда энергия необходима, качает, перемещают электролиты от обоих баков в стек, где электроэнергия выработана электрохимической реакцией.Оба потока и твердые батареи, такие как литий-ионные аккумуляторы, что власть большинство электромобилей и смартфонов сегодня, были invente¬ ¬ ¬ d в 1970-х.
Литий-ионные аккумуляторы могут нести намного больше энергии в меньшем пространстве, делая их идеальными для мобильного использования. Технология получила принятие рынка быстро, и для мобильного использования как сотовые телефоны и для большего, постоянного использования как поддержка энергосистемы.Литий-ионные аккумуляторы теперь составляют приблизительно 70 процентов из работы в мире, связанных с сеткой батарей, согласно данным из САМКИ-OE’s Глобальная База данных Аккумулирования энергии.
Однако, проблемы с работой, безопасностью и продолжительностью жизни могут ограничить использование технологии для постоянного аккумулирования энергии.Батареи потока, с другой стороны, аккумулируют свои активные химикаты отдельно, пока власть не необходима, значительно уменьшая проблемы безопасности. Основанные на ванадии батареи потока стали более популярными в последние годы, особенно после того, как PNNL разработал новый ванадиевый дизайн батареи в 2011, который увеличил вместимость на 70 процентов.
Три различных компании лицензировали технологию позади ванадиевого дизайна PNNL.Почти 79 процентов рабочих батарей потока в мире основаны на ванадии, согласно данным из Глобальной Базы данных Аккумулирования энергии. В то время как ванадиевая химия, как ожидают, будет стандартом в течение некоторого времени, будущие сокращения стоимости батареи потока потребуют менее дорогих альтернатив, таких как органика.Попробованный & проверенный
Новая батарея потока PNNL показывает два главных электролита: метил viologen анолит (отрицательный электролит) и 4 hydroxy 2,2,6,6 tetramethylpiperidin 1 oxyl или католит 4-HO-TEMPO (положительный электролит). Одна треть, поддерживая электролит несет поваренную соль, ионы хлорида которой позволяют батарее освободить от обязательств электричество, перетасовывая электроны в центральном стеке.«Используя легко доступные материалы делает нашу все-органическую водную батарею потока более стабильной и безвредной для окружающей среды. В результате это может также сделать возобновляемую энергию, которую это хранит и энергосистема, которую это поддерживает более зеленый», сказал Вэй.
Чтобы проверить новый дизайн батареи, Ван и его коллеги создали маленькую, батарею с 600 милливаттами на рабочей поверхности лаборатории. Они неоднократно заряжали и затем освобождали от обязательств батарею в различных удельных весах электрического тока, в пределах от 20 – 100 миллиампер за квадратный сантиметр.
Оптимальная работа батареи теста была между 40 и 50 миллиамперами за квадратный сантиметр, где приблизительно 70 процентов оригинального напряжения батареи были сохранены. Они также нашли, что батарея продолжала работать далеко за пределами 100 циклов.Затем, команда планирует сделать увеличенную версию их испытательной батареи, которая в состоянии сохранить до 5 киловатт электричества, которое могло поддержать максимальную нагрузку типичных США главная страница.
Другие продолжающиеся усилия включают улучшение езды на велосипеде батареи, таким образом, это может сохранить больше своей вместимости дольше.