Najnowsze osiągnięcie naukowców obiecuje radykalną poprawę wydajności baterii, ogniw paliwowych oraz elektrolizerów, z których wytwarza się ekologiczny wodór oraz inne paliwa. Zastosowanie nowej technologii w baterii przepływowej spowodował, że pięciokrotnie zwiększyła się szybkość, z jaką jest ona w stanie dostarczać energię.
Jeżeli tylko uda się powtórzyć wyniki eksperymentów oraz uda się znaleźć praktyczne zastosowanie dla technologii - możliwe by było zmniejszenie kosztu przechowywania zielonej energii, by wykorzystać ją w odpowiednim momencie w sieci. To przybliżyłoby nas do zrezygnowania z paliw kopalnych w osiągalnej dla nas przyszłości.
Baterie, ogniwa oraz inne sprzęty elektrochemiczne mają bardzo podobną budowę: podobnie jest z bateriami przepływowywmi. Baterie przepływowe to innowacyjne rozwiązanie w dziedzinie magazynowania energii elektrycznej. Ich idea opiera się na przepływie elektrolitu między dwoma elektrodami, co pozwala na generowanie prądu elektrycznego. W odróżnieniu od tradycyjnych baterii, baterie przepływowe posiadają oddzielne zbiorniki na elektrolit, co umożliwia ich łatwą wymianę i skalowalność. W ten sposób baterie przepływowe mogą przechowywać dużo większe ilości energii niż tradycyjne baterie, co czyni je idealnymi do zastosowań w energetyce odnawialnej, takich jak magazynowanie energii słonecznej czy wiatrowej.
Baterie przepływowe są również wykorzystywane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak zasilanie awaryjne, mikrosieci lub jako źródło energii dla elektromobilności. Ich zaletami są trwałość, długi czas życia, niski koszt utrzymania oraz brak negatywnych skutków dla środowiska. Choć baterie przepływowe są jeszcze stosunkowo nowym rozwiązaniem, to już teraz cieszą się rosnącym zainteresowaniem ze strony firm i instytucji zajmujących się energią. Ich potencjał w zakresie magazynowania energii elektrycznej sprawia, że są one coraz częściej wybierane jako rozwiązanie przyszłościowe, które może przyczynić się do rozwoju energetyki odnawialnej oraz zwiększenia efektywności energetycznej w przemyśle i w gospodarstwach domowych. Nic więc dziwnego, że wykorzystuje się je bardzo często w eksperymentach, które mają na celu znalezienie nowych metod na magazynowanie energii, którą pozyskujemy z zielonych źródeł.
Jak chodzi o przepływowe baterie redox (czasami także redoks): jej działanie opiera się na procesie elektrochemicznym, który zachodzi w dwóch oddzielnych zbiornikach, z elektrodami zanurzonymi w elektrolitach. W baterii redox, elektrolity stanowią roztwory wodne soli metalowych, np. chlorku wapnia lub siarczanu żelaza. W elektrolitach tych zanurzone są elektrody, które wykonane są z porowatej grafity lub innego materiału węglowego.
Podczas ładowania baterii, elektroda naładowana ujemnie uwalnia elektrony, które przechodzą przez obwód zewnętrzny, a elektroda naładowana dodatnio wychwytuje te elektrony. W ten sposób energia elektryczna jest magazynowana w postaci energii chemicznej w elektrolitach. Natomiast, podczas rozładowywania baterii, elektrolit z jednego zbiornika przepływa przez membranę do drugiego zbiornika, a elektrody zamieniają swoje funkcje. W tym procesie energia chemiczna uwalniana jest w postaci prądu elektrycznego. I tutaj dochodzimy do istotnej modyfikacji: naukowcy pod kierownictwem Zhengjina Yanga, chemika z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii, wyprodukowali serię membran z polimeru znanego jako rama triazynowa: tam polimer łączy się w sztywne rusztowanie usłane niewielkimi porami, które są tak małe, że nie przepuszczają wszystkich cząsteczek wody oraz najmniejszych jonów. Obecność wody jest tutaj kluczowa, bowiem to ona pomaga naładowanym jonom w "prześlizgiwaniu się" przez pory.
Aby przyspieszyć ten proces, naukowcy zmodyfikowali swoje triazynowe materiały wyjściowe tak, aby sztywne pory były wyłożone ujemnie naładowanymi grupami sulfonianowymi. W toku eksperymentów wykazano, że ta modyfikacja umożliwiła bateriom rozładowywanie i ładowanie pięć razy szybciej niż podobnym bateriom z tradycyjną membraną. Teraz należy udoskonalić ten wynalazek: trzeba jednak pamiętać, że choć związki triazyny idealnie nadają się do pracy w wodzie, mogą nie wytrzymać kwaśnych lub zasadowych elektrolitów stosowanych w innych urządzeniach elektrochemicznych. Prawdopodobnie nie zobaczymy więc już za chwilę takich baterii przepływowych w urządzeniach konsumenckich: najpierw konieczna będzie seria eksperymentów, a następnie wykorzystanie ich w bardziej przemysłowych warunkach. Trzeba jednak przyznać, że taki postęp i tak jest imponujący - naukowcy już pracują nad innymi problemami, które napotyka się w przypadku triazynowych baterii przepływowych.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
