Baterai sing lagi mili: tulung pouri elektron kanggo aku!
Para ilmuwan saka Fraunhofer Institute ing Jerman nindakake pambangunan serius ing babagan batere listrik, minangka alternatif kanggo sing klasik. Kanthi teknologi aliran redoks, proses nyimpen listrik pancen beda banget ...
Baterai, sing diisi cair minangka bahan bakar, diwutahake menyang mobil nganggo mesin bensin utawa solar. Bisa uga diarani utopian, nanging kanggo Jens Noack saka Fraunhofer Institute ing Pfinztal, Jerman, iki sejatine urip saben dinane. Wiwit taun 2007, tim pangembangan sing melu nggawe jinis baterai isi ulang sing eksotis iki kanthi cepet. Kasunyatane, ide babagan baterai redoks alur-liwat utawa sing diarani aliran redoks ora angel, lan paten pertama ing wilayah iki wiwit taun 1949. Saben rong ruang sel, sing dipisahake karo membran (padha karo sel bahan bakar), disambungake menyang reservoir sing ngemot elektrolit tartamtu. Amarga kecenderungan zat kanggo reaksi kimia ing siji liyane, proton pindhah saka siji elektrolit menyang liyane liwat membran, lan elektron diarahake liwat konsumen saiki sing nyambung menyang rong bagean kasebut, dadi arus listrik. Sawise suwe, rong tank dikuras lan diisi elektrolit seger, lan sing digunakake "didaur ulang" ing stasiun pengisian daya.
Nalika iki kabeh katon gedhe, sayangé isih akeh alangan kanggo praktis nggunakake jinis baterei ing mobil. Kapadhetan energi saka baterei redoks elektrolit vanadium mung ana ing kisaran 30 Wh saben kilogram, sing kira-kira padha karo baterei asam timbal. Kanggo nyimpen jumlah energi sing padha karo baterei lithium-ion modern 16 kWh, ing tingkat teknologi redoks saiki, baterei mbutuhake 500 liter elektrolit. Plus kabeh peripheral, mesthi, volume kang uga rodo amba - kandhang perlu kanggo nyedhiyani daya siji kilowatt, kaya kothak bir.
Parameter kaya ngono ora cocog kanggo mobil, amarga batere lithium-ion nyimpen energi kaping papat saben kilogram. Nanging, Jens Noack optimis, amarga pembangunan ing wilayah iki lagi wae diwiwiti lan prospek kasebut bakal menjanjeni. Ing laboratorium, batere bromide polysulfide vanadium sing diarani kerapatan energi 70 Wh per kilogram lan ukurane sebanding karo baterai hidrida logam nikel sing saiki digunakake ing Toyota Prius.
Iki nyuda volume tank sing dibutuhake dadi loro. Thanks kanggo sistem pengisian daya sing cukup gampang lan murah (rong pompa pump elektrolit anyar, loro elektrolit bekas nyedhot), sistem kasebut bisa dikenani biaya sajrone sepuluh menit kanggo nyedhiyakake jarak udakara 100 km. Malah sistem ngisi daya cepet kaya sing digunakake ing Tesla Roadster luwih suwene nem wektu maneh.
Ing kasus iki, ora kaget yen akeh perusahaan otomotif nguripake riset Institut, lan negara Baden-Württemberg nyedhiyakake 1,5 yuta euro kanggo pembangunan. Nanging, isih butuh wektu kanggo nggayuh fase teknologi otomotif. "Baterei jinis iki bisa digunakake kanthi apik karo sistem tenaga stasioner, lan kita wis nggawe stasiun eksperimen kanggo Bundeswehr. Nanging, ing bidang kendharaan listrik, teknologi iki bakal cocog kanggo implementasine kira-kira sepuluh taun, "ujare Noack.
Bahan eksotis ora dibutuhake kanggo produksi batere redoks aliran. Ora ana katalis larang kayata platinum sing digunakake ing sel bahan bakar utawa polimer kayata baterai ion lithium. Biaya sistem laboratorium sing regane dhuwur, tekan tenaga 2000 euro per kilowatt, mung amarga kasunyatane padha-padha lan digawe kanthi tangan.
Sauntara kuwi, spesialis institut kasebut ngrancang mbangun peternakan angin dhewe, ing ngendi proses ngisi daya, yaiku, pembuangan elektrolit, bakal ditindakake. Kanthi aliran redoks, proses iki luwih efisien tinimbang elektrolisis banyu dadi hidrogen lan oksigen lan digunakake ing sel bahan bakar - baterei cepet nyedhiyakake 75 persen listrik sing digunakake kanggo ngisi daya.
Kita bisa mbayangake stasiun pengisian daya sing, uga muatan konvensional kanggo kendaraan listrik, dadi buffer tumrap beban utama sistem tenaga. Saiki, contone, akeh turbin angin ing sisih lor Jerman kudu dipateni sanajan ana angin, yen ora bakal kakehan kothak.
Babagan keamanan, ora ana bebaya. "Nalika nyampur loro elektrolit, ana sirkuit cendhak kimia sing ngetokake panas lan suhu mundhak nganti 80 derajat, nanging ora ana sing kedadeyan. Mesthi wae, sawetara cairan ora aman, nanging uga bensin lan solar. Sanajan potensial batere redoks arus balik, peneliti ing Fraunhofer Institute uga kerja keras ngembangake teknologi lithium-ion ...
teks: Alexander Bloch
Batere aliran redoks
Baterei aliran redoks sejatine minangka persilangan antara baterei konvensional lan sel bahan bakar. Listrik mili amarga interaksi antarane rong elektrolit - siji disambungake menyang kutub positif sel lan liyane menyang negatif. Ing kasus iki, siji menehi ion sing diisi positif (oksidasi), lan liyane nampa (reduksi), mula piranti kasebut diarani. Nalika tingkat jenuh tartamtu tekan, reaksi mandheg lan ngisi daya kalebu ngganti elektrolit karo sing anyar. Buruh dipulihake nggunakake proses mbalikke.
