Новая комбинация материалов, разработанная исследователями Стэнфорда, может помочь в разработке аккумуляторной батареи, способной хранить большое количество возобновляемой энергии, создаваемой ветровыми или солнечными источниками. Благодаря дальнейшим разработкам, новая технология может быстро и экономично доставлять энергию в электрическую сеть, при нормальной температуре окружающей среды.
Технология — тип батареи, известный как проточная батарея, — долгое время считалась вероятным кандидатом на хранение прерывистой возобновляемой энергии. Однако до сих пор виды жидкостей, которые могли производить электрический ток, либо были ограничены количеством энергии, которую они могли доставить, либо потребовали чрезвычайно высоких температур или использовали очень токсичные или дорогие химикаты.
Стэнфордский доцент кафедры материаловедения и инженерии Уильям Чуэ вместе со своим аспирантом Антонио Баклигом и Джейсоном Руголо, который сейчас является технологическим исследователем исследовательской дочерней компании Alphabet X Development, решил попробовать натрий и калий, которые при смешивании образуют жидкий металл при комнатной температуре , в качестве жидкости для донора электронов или отрицательной стороны батареи. Теоретически этот жидкий металл имеет по меньшей мере в 10 раз доступную энергию на грамм в качестве других кандидатов для жидкости с отрицательной стороны проточной батареи.
«У нас еще много работы, — сказал Баклиг, — но это новый тип аккумуляторной батареи, который позволил бы значительно увеличить использование солнечной и ветровой энергии с использованием материалов, богатых Землей».
Группа опубликовала свою работу в выпуске Джоуля 18 июля .
Разделительные стороны
Чтобы использовать отрицательный конец жидкого металла батареи, группа обнаружила подходящую керамическую мембрану из оксида калия и алюминия, чтобы сохранить отрицательные и положительные материалы в отдельности, одновременно допуская протекание тока.
Эти два варианта вместе увеличили более чем вдвое максимальное напряжение обычных аккумуляторных батарей, и прототип оставался стабильным в течение тысяч часов работы. Это более высокое напряжение означает, что аккумулятор может хранить больше энергии для своего размера, что также снижает стоимость производства батареи.
«У новой технологии батареи есть так много разных показателей производительности, чтобы соответствовать: стоимости, эффективности, размерам, продолжительности жизни, безопасности и т. Д.», — сказал Баклиг. «Мы считаем, что у такой технологии есть возможность, с большим трудом, встретить их всех, и именно поэтому мы в восторге от этого».
Усовершенствования впереди
Команда Стэнфордских аспирантов, которая помимо Баклига включает Джеффа Макконохи и Андрея Полетаева, обнаружила, что керамическая мембрана очень избирательно предотвращает миграцию натрия на положительную сторону клетки — критическую, если мембрана будет успешной. Однако этот тип мембраны наиболее эффективен при температурах выше 200 градусов по Цельсию (392 F). В погоне за аккумулятором комнатной температуры группа экспериментировала с более тонкой мембраной. Это увеличило мощность устройства и показало, что усовершенствование конструкции мембраны является многообещающим путем.
Они также экспериментировали с четырьмя различными жидкостями для положительной стороны батареи. Жидкости на водной основе быстро разрушали мембрану, но, по их мнению, вариант, основанный на воде, улучшит производительность батареи.
Источник Истории:
Материалы , предоставленные Стэнфордским университетом
