Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratóriumában egy olcsó, hosszú élet? akkumulátort fejlesztettek ki, ami a nap- és a szélenergiát az elektromos hálózatok egyik legnagyobb ellátójává teheti.
Jelenleg az elektromos hálózat nem képes tolerálni a napfény és a szél természetéb?l adódó nagy és hirtelen energiaingadozásokat, pedig a két energiaforrás együttesen 20 százalékkal járulhat hozzá energiaszükségleteink fedezéséhez, ehhez azonban olyan energiatároló rendszerekre van szükség, amik elsimítják a „szakaszos-energia” csúcsai és völgyei közötti egyenetlenségeket, tárolva a többletet, és kisüthet?ek, amikor az energiabeérkezés visszaesik.
A szakaszos hálózati tárolás számára legígéretesebb akkumulátorok ma a „folyadék-akkuk”, mivel tartályaik, pumpái és csövei viszonylag egyszer?en méretezhet?k a szükséges kapacitás függvényében. A Cui csoportja által kifejlesztett folyadék-akku egy egyszer?bb, olcsóbb kivitel, ami életképes megoldást jelenthet a tömeggyártás számára.
A jelenlegi folyadék-akkumulátorok két különböz? folyadékot pumpálnak egy reakciókamrán keresztül, ahol a feloldott molekulák energiatároló vagy felszabadító kémiai reakciókon mennek át. A kamra magába foglal egy membránt, ami csak a reakcióból kimaradó ionokat engedik át a folyadékok között, míg az aktív ionokat fizikailag is elkülönítik. Ennek az akkumulátornak két jelent?s hátulüt?je van, a ritka anyagokat – például vanádiumot tartalmazó folyadékok magas költsége, valamint a membrán, ami ugyancsak rendkívül drága és folyamatos karbantartást igényel.
Az új Stanford/SLAC akku csak egy molekulaáramlást alkalmaz és egyáltalán nincs szükség hozzá membránra. Molekulái f?ként viszonylag olcsó elemekb?l, lítiumból és kénb?l tev?dnek össze, melyek egy lítium fémdarabbal lépnek kölcsönhatásba, amit véd?bevonattal láttak el, hogy az áthaladó elektronok ne károsítsák a fémet.
Kisütéskor a molekulák, a lítium-poliszulfidok lítium ionokat nyelnek el, töltéskor pedig kibocsátják azokat, vissza a folyadékba. Az egész molekulaáramlás egy szerves oldatban oldódik, aminél nem jelentkeznek a vízalapú folyadék-akkuk korróziós problémái. „A laboratóriumi tesztek során az új akkumulátor kiváló energiatárolási teljesítményt mutatott, több mint 2000 alkalommal töltöttük fel és sütöttük ki, ami több mint 5,5 év napi ciklusának felel meg” – mondta Cui.
Koncepciójuk demonstrálásához a kutatók megalkottak egy miniat?r rendszert egyszer? üvegedények alkalmazásával, melyhez lítium-poliszulfid oldatot adva azonnal elektromossághoz jutottak, ellátva egy LED-et energiával. A végcél egy sok megawatt-óra energia tárolására alkalmas akku el?állítása, amihez fel kell nagyítani a technikát.
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratóriumában egy olcsó, hosszú élet? akkumulátort fejlesztettek ki, ami a nap- és a szélenergiát az elektromos hálózatok egyik legnagyobb ellátójává teheti.
A szakaszos hálózati tárolás számára legígéretesebb akkumulátorok ma a „folyadék-akkuk”, mivel tartályaik, pumpái és csövei viszonylag egyszer?en méretezhet?k a szükséges kapacitás függvényében. A Cui csoportja által kifejlesztett folyadék-akku egy egyszer?bb, olcsóbb kivitel, ami életképes megoldást jelenthet a tömeggyártás számára.
A jelenlegi folyadék-akkumulátorok két különböz? folyadékot pumpálnak egy reakciókamrán keresztül, ahol a feloldott molekulák energiatároló vagy felszabadító kémiai reakciókon mennek át. A kamra magába foglal egy membránt, ami csak a reakcióból kimaradó ionokat engedik át a folyadékok között, míg az aktív ionokat fizikailag is elkülönítik. Ennek az akkumulátornak két jelent?s hátulüt?je van, a ritka anyagokat – például vanádiumot tartalmazó folyadékok magas költsége, valamint a membrán, ami ugyancsak rendkívül drága és folyamatos karbantartást igényel.
Az új Stanford/SLAC akku csak egy molekulaáramlást alkalmaz és egyáltalán nincs szükség hozzá membránra. Molekulái f?ként viszonylag olcsó elemekb?l, lítiumból és kénb?l tev?dnek össze, melyek egy lítium fémdarabbal lépnek kölcsönhatásba, amit véd?bevonattal láttak el, hogy az áthaladó elektronok ne károsítsák a fémet.
Kisütéskor a molekulák, a lítium-poliszulfidok lítium ionokat nyelnek el, töltéskor pedig kibocsátják azokat, vissza a folyadékba. Az egész molekulaáramlás egy szerves oldatban oldódik, aminél nem jelentkeznek a vízalapú folyadék-akkuk korróziós problémái. „A laboratóriumi tesztek során az új akkumulátor kiváló energiatárolási teljesítményt mutatott, több mint 2000 alkalommal töltöttük fel és sütöttük ki, ami több mint 5,5 év napi ciklusának felel meg” – mondta Cui.
Koncepciójuk demonstrálásához a kutatók megalkottak egy miniat?r rendszert egyszer? üvegedények alkalmazásával, melyhez lítium-poliszulfid oldatot adva azonnal elektromossághoz jutottak, ellátva egy LED-et energiával. A végcél egy sok megawatt-óra energia tárolására alkalmas akku el?állítása, amihez fel kell nagyítani a technikát.
Egy már meglév?, hasonló teljesítmény? energia forrást kiegészítend?, újabb 20 megawattos szolár parkot épít az amerikai információtechnológiai óriásvállalat, az Apple.
Kedvez?tlen hírnevét ellensúlyozandó az Apple nagy ütemben “lépked” a tiszte energia felhasználása felé. Tudvalev? ugyanis, hogy nem csekély elmarasztalás érte már a céget a légszennyezés miatt. Amerikai sajtóközlemény szerint, tavaly a vállalat a légszennyez? gázok kibocsátását közel harmadával növelte. Ugyanakkor az sem hagyható figyelemen kívül, s?t mérföldk?nek tekinthet? a cég életében, hogy energiafaló adatközpontjait már 100 százalékban megújuló forrásokból m?ködtetik. Jóllehet nagyrészt a napenergival kapcsolatosak a saját megújuló fejlesztéseik (a vállalati célra dolgozó fotovoltaikus kapacitások közül a cégé lehet a legnagyobb 100 hektáron és 167 millió kilowattos kapacitás Maidenben!), ámde az óriásvállalat azzal is büszkélkedhet, hogy a szél-és a bioer?m?vi energiával is megújítja, fejleszti energiaellátó bázisát. Az Apple er?feszítéseit dicséri: a széleskör?, “sokoldalú” energiaellátást segíti el?, hogy Maidenben hatalmas – hidrogén alapú – üzemanyagcella-bázist épített ki.
forrás: alternativenergia.hu
