يقع ذوبان الصوديوم والبوتاسيوم في بطاريات متدفقة في درجة حرارة الغرفة ، مما يسمح بالحصول على الأجهزة ذات جهد التشغيل العالي. المصدر: أنطونيو باكليغكما نعلم ، في السنوات الأخيرة كان قطاع الطاقة المتجددة يتطور بسرعة ، وبالتالي هناك حاجة إلى سعة تخزين إضافية باستمرار ورخيصة وسعة ، مع تحمل العديد من دورات إعادة الشحن وقادرة على نقل الطاقة بسرعة وكفاءة إلى الشبكة. يعتقد الباحثون في جامعة ستانفورد أنه يمكنهم حل هذه المشكلة باستخدام تطبيق جديد للعديد من المواد المستخدمة على نطاق واسع.
عُرفت
بطاريات التيار لفترة طويلة نسبيًا وتم اعتبارها مرارًا وتكرارًا كمرشحين لإنشاء مخازن ذات سعة كبيرة ، لكن الشوارد المستخدمة فيها إما لها قيود على الجهد ، أو تتطلب درجة حرارة عالية للحفاظ عليها في حالة سائلة ، أو حتى تمثل مكونات باهظة الثمن أو شديدة السمية.
ومع ذلك ، طور الأستاذ المساعد في ستانفورد ويليام تشوي ، مع طلابه الخريجين أنطونيو باكليج وجايسون راجولو ، سبيكة من الصوديوم مع البوتاسيوم لتدفق "الكاثود" ، الذي يبقى في الطور السائل في درجة حرارة الغرفة ويجعل نظريًا من الممكن تخزين الطاقة 10 مرات لكل غرام من الكتلة أكثر من أي المنحل بالكهرباء آخر.
يقول Bucklig: "بالطبع ، لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به. ولكننا نأمل في أن يفضل الناس من خلال هذا المشروع الألواح الشمسية وطواحين الهواء ، حيث سيحصلون على بطارية تعتمد على العناصر الوفيرة في القشرة الأرضية".
تقسيم الأطراف
أيضا خلال التجارب ، تم تطوير غشاء خزفي من أكسيد الصوديوم والألمنيوم ، والذي لا يتداخل مع التبادل الأيوني بين "الأقطاب الكهربائية" وفي نفس الوقت يفصل بشكل موثوق للغاية بين تدفق الأنود والكاثود. ونتيجة لذلك ، تضاعف جهد التشغيل مقارنة بالعينات المعروفة (3.1-3.4 فولت مقابل 1.5 فولت) ، وبقيت معلمات النموذج الأولي مستقرة حتى بعد عدة آلاف من الاختبارات ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تعني زيادة جهد التشغيل القدرة على تخزين المزيد من الطاقة.
يوضح باكليج: "بالطبع ، لم يتم تقييم عملنا بعد بطرق عديدة - التكلفة والكفاءة وعدد دورات العمل والأبعاد والأمان. ومع ذلك ، نعتقد أننا سوف نتفوق على بطاريات التيار الموجودة من جميع النواحي ، وبالتالي نتطلع إلى المستقبل." بحماس ".
التقدم الحقيقي لم يأت بعد.
في الوقت الحالي ، يواصل فريق من طلاب الدراسات العليا - Bucklig و Ragolo و Jeff McConaughey و Andrei Poletaev - العمل على الغشاء ، لأنه لا يمنع بشكل كافٍ انتشار البوتاسيوم في تدفق الأنود ، وهذا أمر بالغ الأهمية لتشغيل البطارية العادية ؛ بالإضافة إلى ذلك ، كان الجزء الأصلي يعمل بشكل أفضل عند حوالي 200 درجة مئوية ، وهو أمر غير مقبول. في محاولة للحفاظ على الخصائص المرغوبة في درجة حرارة الغرفة ، حاول الباحثون إصدارات أدق (30330 ميكرومتر) وحققوا نتائج مقبولة تمامًا ، بينما زادت قوة الخرج أيضًا ؛ وبالتالي ، سيتم إجراء المزيد من التجارب في مجال اختيار الغشاء الأنسب.
عليك أيضًا اختيار المنحل بالكهرباء الأنود المناسب - لسوء الحظ ، فإن المخاليط القائمة على الماء تضع الغشاء بعيدًا عن العمل ، لذلك ستحتاج إلى استخدام بعض السوائل الأخرى لزيادة أداء البطارية.
نُشرت الدراسة النهائية في مقال في ScienceDirect في 18 يوليو.