211service.com
Nanodaļiņu tīkli sola lētākas baterijas atjaunojamās enerģijas uzglabāšanai
Šķidrumi, kas satur plūstošu nanomēroga daļiņu tīklu, varētu padarīt akumulatoru lētāku ražošanu un tādējādi samazināt izmaksas, kas saistītas ar liela daudzuma saules un vēja enerģijas izmantošanu.
Tradicionālie akumulatori ir pārāk dārgi, lai uzglabātu elektroenerģiju no lielām saules elektrostacijām vai vēja parkiem, lai to izmantotu, kad nespīd saule vai nepūš vējš. Taču tīklā savienotās nanodaļiņas varētu nodrošināt lētāku jauna veida akumulatoru, ko sauc par plūsmas akumulatoru.
Mūsdienās vēja un saules enerģijas kopējais apjoms ir neliels, un esošās fosilā kurināmā ražotnes var kompensēt visus trūkumus. Taču atjaunojamā enerģija strauji pieaug, it īpaši tādās vietās kā Kalifornija, un ar esošo infrastruktūru var nepietikt, lai tos atbalstītu un apgaismotu. Baterijas ir tīrākas nekā fosilā kurināmā ražotnes, un tās var arī reaģēt uz izmaiņām saulē un vējā daudz ātrāk nekā fosilā kurināmā ražotnes.
Ar parastajiem akumulatoriem vienā konteinerā tiek iepakoti materiāli, kas uzglabā enerģiju un aprīkojums elektrības ieplūdei un izvadīšanai no tiem. Plūsmas akumulatoros materiāli, kas uzglabā enerģiju, ir šķidrumi, kurus var glabāt lielās tvertnēs un iesūknēt salīdzinoši mazā ierīcē, kas vai nu iegūst enerģiju, vai uzlādē šķidrumu.
Plūsmas akumulatora enerģijas uzglabāšanas jaudas palielināšana ir lēta un vienkārša — vienkārši izveidojiet lielākas tvertnes. Tomēr pašlaik plūsmas akumulatoros izmantotie materiāli ir salīdzinoši dārgi, un pētnieki meklē lētākas alternatīvas (skatiet rakstus New Battery Material Could Help Wind and Solar Go Big un Startup EnerVault Rethinks Flow Battery Chemistry).
Izmantojot dažas alternatīvas, ir grūti uzņemt un izņemt materiālus; elektrību iegūst tikai no tās materiālu daļas, kas tieši saskaras ar plakanu metāla plāksni. Nanodaļiņu tīkls rada ceļus elektrības plūsmai visā šķidrumā. Tas ļauj, piemēram, iegūt no piecām līdz sešām reizēm vairāk enerģijas no eksperimentāla tipa plūsmas akumulatora, kas izgatavots no litija un sēra. Nanodaļiņu tīkls tika izstrādāts laboratorijā Tomēr-Ming Chiang MIT materiālu zinātnes profesors.
Nanodaļiņas jau sen ir izmantotas parastajās baterijās ar cietiem elektrodiem, taču jaunā attīstība atšķiras ar to, ka šķidrumā veidojas nanodaļiņu tīkls un tiek uzturēti elektriskie savienojumi pat tad, kad šķidrums plūst.
ASV Enerģētikas departaments lēš, ka, lai akumulatori būtu ekonomiski, to cenai ir jābūt mazākai par 100 USD par kilovatstundu un tām ir jādarbojas desmit gadus vai ilgāk. Šādas baterijas šobrīd maksā simtiem dolāru par kilovatstundu. Chiang saka, ka ar nanodaļiņu tīkliem varētu būt iespējams uzbūvēt baterijas, kuru cena ir mazāka par 100 USD par kilovatstundu, taču pētnieki vēl nav pierādījuši, ka tos var uzlādēt pietiekami daudz reizes, lai tie darbotos desmit gadus.