Энергияны сақтаудағы іргелі өнертабыс: 60 мың рет зарядталған аккумулятор өз қуатын жоғалтпады.

Жаһандық энергия ауысуындағы сақтау жүйелерінің маңыздылығы күннен-күнге артып келе жатқандықтан, Австралиядан аккумуляторлық технологиялардағы жаңашыл өнертабыс туралы жаңалықтар келді. Флиндерс университетінде жұмыс істейтін ғалымдар литий және кобальт сияқты маңызды металдарды қажет етпейтін жаңа су негізіндегі мырыш-йодты аккумуляторды жасап шығарды. Зертханалық сынақтарда ерекше төзімділік танытқан бұл жаңа буын батареясы энергетика саласындағы жағдайды сілкіндіруге үміткер сияқты.

Литий мен кобальтқа балама: су негізіндегі мырыш-йод технологиясы

Бүгінгі таңда смартфондардан бастап электромобильдерге дейінгі өнімдердің кең ауқымында қолданылатын дәстүрлі литий-ионды батареялар; Бұл сонымен қатар жоғары баға, шикізатпен қамтамасыз етуде шетелге тәуелділік және қауіпсіздік тәуекелдері сияқты кемшіліктерді әкеледі. Флиндерс университетінің зерттеушілері әзірлеген су негізіндегі мырыш-йодты батарея осы мәселелердің түбегейлі шешімін ұсынады. Маңызды және қымбат металдар болып табылатын литий мен кобальтты толығымен жоятын бұл технология экологиялық таза және өте қауіпсіз балама ретінде ерекшеленеді.

Зерттеу тобы жүйедегі ең үлкен техникалық қиындықтардың бірі болып табылатын өнімділікті жоғалтудың алдын алу үшін инновациялық химиялық формуланы қолданды. Дамыған кросс-байланыстырылған поли-циклодекстрин құрылымының арқасында йод түрлері катодта сәтті ұсталды. Бұл әдіс батареялардың қызмет ету мерзімін қысқартатын ең үлкен факторлардың бірі болып табылатын «қашу әсерін» азайту арқылы батареяның қызмет ету мерзімін рекордтық деңгейге дейін ұзартуға мүмкіндік берді.

Өнеркәсіп стандарттарын бұзатын өнімділік: 60 мың цикл

Жаңа әзірленген мырыш-йод батареясының зертханалық сынақ нәтижелері қолданыстағы батарея технологияларымен салыстырғанда революциялық болып табылады. Тәжірибелерде 60 мыңнан астам зарядтау-разряд циклдарына ұшыраған аккумулятор осы қиын процестің соңында алғашқы күндік сыйымдылығының 99 пайызынан астамын сақтай алды. Сыйымдылықтың небәрі 1 пайыздық жоғалуы энергияны сақтау әлеміндегі бұрын-соңды болмаған төзімділік шегін білдіреді.

Бұл өнімділіктің ауқымын түсіну үшін АҚШ Энергетика министрлігінің деректерін қарау жеткілікті. Қолданыстағы технологиялардың ішінде құрамында кобальт бар NMC типті литий-ионды батареялар 80 пайыздық разряд тереңдігінде орта есеппен 1500 циклды ұсынады; Кобальтсыз LFP батареяларының қызмет ету мерзімі шамамен 2400 циклды құрайды. Зарядтау тереңдігі оңтайландырылған кезде NMC батареялары максимум 5500 циклге, ал LFP батареялары ең көбі 8000 циклге жетуі мүмкін. Кейбір арнайы әзірленген NMC ұяшықтарында бұл сан шамамен 6 мыңға дейін өссе де, су негізіндегі мырыш-йодты батарея ұсынатын 60 мың цикл өнімділігі қазіргі стандарттардан әлдеқайда жоғары беріктікті көрсетеді.

Тор масштабындағы сақтау және энергияны түрлендіру болашағы

Бұл жаңа технология қысқа мерзімде смартфондарда немесе ноутбуктерде пайдалануға арналмаған. Дегенмен, циклдің ерекше мерзімі және ол ұсынатын қауіпсіздіктің жоғары стандарттары оны жел және күн энергиясы сияқты үзіліссіз жаңартылатын энергия көздерін желіге біріктіру үшін тамаша үміткер етеді. Желілік ауқымдағы алып энергия сақтау қоймаларындағы ұзақ мерзімді және арзан шешімдер жасыл энергияны өзгертудегі ең маңызды буын болып табылады.

Зертханалық сатыда тұрған технологияны коммерциялық нарыққа шығару үшін оның энергия тығыздығын арттыру, өндірісті масштабтау және нақты дала жағдайында сынақтан өткізу қажет. Десе де, бұл жұмыс литийден басқа батареялардың баламалары үшін жарыста өте күшті қадам болып саналады және болашақтың энергетикалық инфрақұрылымын қалыптастыруға әлеуеті бар.