باتری‌های مایع، امید جدید برای ذخیره انرژی تجدید‌پذیر برای شبکه برقی

[saghar... 6,666]

دولت و نیروگاه‌ها نیاز به ذخیره‌ساز‌های عظیم انرژی برای یکنواخت ساختن تولید انرژی باد و خورشید دارند. یکی از گزینه‌ها تولید باتری‌های مایع برای ذخیره انرژی به صورت سیال و آزاد‌سازی انرژی در مواقع لزوم است، اما مشکل پیش رو چگالی پایین انرژی ذخیره شونده در مقایسه با حجم باتری است. محققین در آزمایشگاه ریچلند آمریکا، نوع جدیدی از باتری‌های سیال یا مایع تولید کردند که ۲ برابر باتری‌های سیال معمول انرژی ذخیره می‌کند.

در این باتری‌های سیال به جای الکترود جامد معمول از الکترود مایع استفاده شده است. سیال‌ها در تانک‌های جداگانه ذخیره می‌شوند و وارد تانک موقت می‌شوند. واکنش شیمیایی بین سیال‌ها بین یک غشای پروس اتفاق می‌افتد که باعث شارژ با خالی شدن باتری می‌گردد.

 

ظرفیت انرژی باتری‌های سیال به راحتی با اضافه کردن مایع مورد نیاز قابل افزایش است. از طرف دیگر آنها در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-آیون ارزانتر برای هر کیلووات‌ساعت انرژی تمام می‌شوند. در نتیه این باتری‌ها برای ذخیره انرژی در مقیاس بالا بیشتر مورد توجه هستند. اما مهمترین ایراد نیاز به فضای زیاد برای ذخیره انرژی مورد نیاز شبکه برقی در یک شهر است که معمولا در شهر‌ها هم با کمبود جا روبرو هستیم.

 

باتری سیال جدید از پلی‌یوداید-روی سیاه و روی-پلی‌یوداید استفاده می‌کند. نمونه آزمایشگاهی برابر ۱۲ کیلووات‌ساعت توان ذخیره انرژی را داراست که می‌توان با شارژ ۲ باتری آیفون برابری کند. اما این باتری می‌تواند به ازای هر لیتر از سیال انرژی برابر ۱۷۶ وات‌ساعت داشته باشد که در مقایسه با سیال‌های قبلی که ۷۰ وات‌ساعت برای روی-بروماید و ۱۵ تا ۲۵ وات‌ساعت برای وندیوم آمار جالبی است. (برای مقایسه می‌توان یک خودرو الکتریکی را مثال زد که برای هر ۱.۶ کیلومتر رانندگی در شهر ۳۵۰ وات‌ساعت انرژی مصرف می‌کند)

 

در تئوری، محققین اثبات کردند که می‌توان حتی ۲ برابر این مقدار یعنی ۲۳۳ وات‌ساعت به ازای هر لیتر انرژی آزاد نمود اگر بتوان سیال حل شونده را ۲ برابر در حل‌کننده حل نمود. این مقدار انرژی تنها در وسایل الکترونیکی کوچک می‌توان یافت که از باتری لیتیوم آهن فسفات استفاده می‌کنند.

 

محققین همچنین اشاره کردند که این سیال روی-پلی‌یوداید جدید بسیار ایمن‌تر از بقیه محلول‌هاست زیرا این محلول دیگر اسیدی نیست. در نتیجه نیازی برای مصرف مواد گران‌قیمت برای جلوگیری از خوردگی ناشی از اسید نیست. همچنین بازه عملکرد دمایی این باتری بسیار بالاست و از ۲۰ درجه زیر صفر تا ۵۰ درجه بالای صفر می‌تواند کار کند. این ویژگی بسیار مهمی است زیرای باتری‌های دیگر نیاز به سیستم سرمایشی و گرمایشی برای ادامه کار در دما‌های غیر عادی هستند.

 

تنها ایرادی که می‌توان برای این باتری متصور شد، ایجاد فلز روی طی واکنش‌های شیمیایی است که یا اضافه کردن مقداری الکل به سیال این عملکرد بهبود داده شده است اما همچنان مشکلی جدی است. محققین همچنان به دنبال محلول‌های کنترل‌کننده واکنش جدیدتری نسبت به الکل هستند.