كيف تضاعفت قدرة بطاريات الطاقة المتجددة؟

الأربعاء، 1 August 2018 ( 03:20 ص - بتوقيت UTC )

هناك نوع جديد من بطاريات التدفق تحتوي على معدن سائل، يزيد جهدها الأقصى عن أضعاف جهد بطاريات التدفق التقليدية، وقد يساعد هذا في تخزين الطاقة المتجددة بتكلفة معقولة. وفقاً لموقع Futurity.

لطالما اعتبرت هذه التكنولوجيا مرشحاً محتملاً لتخزين الطاقة المتجددة المتقطعة. كطاقة الشمس والرياح. لكن حتى الآن، كانت أنواع السوائل التي يمكن أن تنتج التيار الكهربائي، إما محدودة بسبب كمية الطاقة التي يمكن توفيرها، أو تتطلب درجات حرارة عالية للغاية، أو تستخدم مواد كيماوية شديدة السمية، أو باهظة الثمن.

 البروفيسور المساعد في علوم وهندسة المواد، وأحد المنقبين التكنولوجيين في شركة الأبحاث X التابعة لشركة Alphabet وليام شويه، قرر مع طالبي الدكتوراه أنطونيو باكليغ وجايسون روغولو، أن يجربوا الصوديوم والبوتاسيوم، عندما يخلطوا مع المعدن السائل في درجة حرارة الغرفة، ليكونوا السائل الخاص بالجهة المانحة، أو الجانب السلبي للإلكترون من البطارية. ووجد الباحثون إن هذا المعدن السائل يحتفظ بمقدار طاقة، لكل غرام فيه، يعادل أكثر من 10 أضعاف الطاقة المتاحة لكل غرام، لأي سائل آخر قد يستخدم في الجانب السلبي لبطارية التدفق.

يقول باكليغ: "ما زال أمامنا الكثير من العمل للقيام به، لكن هذا نوع جديد من بطاريات التدفق التي يمكن أن تتيح استخداماً أفضل بكثير للطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وباستخدام مواد وفيرة من الأرض، كالصوديوم والبوتاسيوم".

أقصى الجهد

من أجل استخدام النهاية السالبة للمعادن السائلة للبطارية، وجدت المجموعة غشاءً سيراميكياً مناسباً مصنوعاً من البوتاسيوم وأكسيد الألومنيوم؛ للحفاظ على المواد السلبية والإيجابية منفصلة، مع السماح بالتدفق الحاصل. وقد أدى التقدمان معاً إلى مضاعفة الجهد الأقصى لبطاريات التدفق التقليدية، وظل النموذج الأولي ثابتاً لآلاف الساعات من التشغيل. هذا الجهد العالي يعني أن البطارية يمكنها تخزين المزيد من الطاقة بحجمها ذاته، مما يؤدي أيضاً إلى خفض تكلفة إنتاج الكثير من البطاريات.

يوضح باكليغ: "تشتمل تكنولوجيا البطاريات الجديدة على العديد من مقاييس الأداء المختلفة التي يجب مواجهتها، مثل التكلفة، والكفاءة، والحجم، والعمر، والسلامة، وما إلى ذلك". ويضيف "نعتقد أن هذا النوع من التكنولوجيا لديه الإمكانية، مع مزيد من العمل، للوفاء بها جميعاً، ولهذا السبب نحن متحمسون بشأنها".

الخطوات التالية 

وجد فريق من طلبة الدكتوراه أن غشاء السيراميك يمنع بشكل انتقائي الصوديوم من الانتقال إلى الجانب الإيجابي للخلية، وهو أمر حاسم إذا كان الغشاء ناجحاً. ومع ذلك، فإن هذا النوع من الغشاء أكثر فعالية في درجات حرارة أعلى من 200 درجة مئوية. في السعي للحصول على بطارية درجة حرارة الغرفة، جربت المجموعة مع غشاء أرق. عزز ذلك خروج طاقة الجهاز وأظهر أن تنقيح تصميم الغشاء هو أسلوب واعد.

وقام الباحثون بتجربة أربعة سوائل مختلفة للجانب الإيجابي للبطارية. سرعان ما أدت سوائل المياه إلى تدهور الغشاء، ما جعلهم يعتقدون أن الخيارات غير القائمة على الماء ستحسّن من أداء البطارية.

ads

 

حياة الإخبارية

حياة الإخبارية