استرالیا سیستم باتری جریان پروتون با چگالی انرژی بیشتری نسبت به باتری های لیتیوم ایجاد می کند
در حال حاضر تعداد زیادی خودروهای باتری لیتیوم مجهز به سوخت هیدروژنی در بازار وجود دارد ، اما محققان موسسه فناوری سلطنتی ملبورن در استرالیا مفهومی از “باتری جریان پروتون” را ارائه کرده اند. اگر بتوان این فناوری را رواج داد ، می تواند پوشش سیستم های انرژی بر پایه هیدروژن را گسترش دهد و آن را جایگزین بالقوه باتری های لیتیوم یونی کند. هزینه باتری ذخیره انرژی ، البته برخلاف سیستم های متداول قدرت هیدروژنی که تولید ، ذخیره و بازیابی هیدروژن ، دستگاه جریان پروتون بیشتر شبیه یک باتری به معنای سنتی عمل می کند.

پروفسور جان اندروز و “سیستم باتری جریان پروتون” اثبات اولیه نمونه اولیه مفهوم

سیستم سنتی آب را الکترولیز می کند و هیدروژن و اکسیژن را از هم جدا می کند و سپس آنها را در دو انتهای باتری لیتیوم با سوخت ذخیره می کند. هنگامی که برق در حال ظهور است ، هیدروژن و اکسیژن برای واکنش های شیمیایی به الکترولیزر ارسال می شوند.

با این حال ، عملکرد باتری جریان پروتون متفاوت است-زیرا یک الکترود ذخیره سازی هیدرید فلز را روی یک باتری لیتیومی با سوخت سوخت غشای برگشت پذیر پروتون (PEM) ادغام می کند.

اندازه این دستگاه اولیه 65x65x9 میلی متر است

به گفته جان اندروز ، محقق اصلی پروژه و دانشیار گروه مهندسی مکانیک و تولید در دانشکده مهندسی هوافضا موسسه رویال ملبورن (RMIT) ، “کلید نوآوری در لیتیوم برگشت پذیر با سوخت است. باتری با الکترودهای ذخیره سازی یکپارچه ما پروتون را به طور کامل از بین برده ایم. کل فرایند ، و اجازه دهید هیدروژن مستقیماً وارد ذخیره حالت جامد شود. “

سیستم تبدیل انرژی الکتریکی را روی هیدروژن ذخیره می کند و سپس برق را “بازسازی” می کند

فرآیند شارژ شامل فرآیند تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن و ذخیره هیدروژن نمی شود. در این سیستم مفهومی ، باتری آب را برای تولید پروتون (یون هیدروژن) تقسیم می کند ، و سپس الکترون ها و ذرات فلزی را روی الکترود باتری لیتیوم با سوخت ترکیب می کند.

طراحی سیستم ذخیره انرژی باتری

در نهایت ، انرژی به شکل هیدریدهای فلزی جامد ذخیره می شود. در فرایند معکوس ، می تواند الکتریسیته (و آب) تولید کرده و پروتون ها را با اکسیژن موجود در هوا (برای تولید آب) ترکیب کند.

“باتری لیتیوم با سوخت برگشت پذیر” یکپارچه با الکترودهای ذخیره سازی پروتون جامد (X مخفف اتم های فلز جامد متصل به هیدروژن است)

پروفسور اندرو گفت: “از آنجا که فقط آب در حالت شارژ جریان دارد – فقط هوا در حالت تخلیه جریان می یابد – ما سیستم جدید را باتری جریان پروتون می نامیم. در مقایسه با یون لیتیوم ، باتری های پروتون بسیار مقرون به صرفه هستند-زیرا لیتیوم باید از منابعی مانند مواد معدنی نسبتاً کمیاب ، آب شور یا خاک استخراج شود. “

ذخیره انرژی باتری جریان

محققان گفتند که در اصل ، بازده انرژی باتری های جریان پروتون می تواند با باتری های لیتیوم-یون قابل مقایسه باشد ، اما چگالی انرژی بسیار بیشتر است. پروفسور اندرو گفت: “نتایج تجربی اولیه هیجان انگیز است ، اما هنوز کارهای تحقیقاتی و توسعه ای زیادی قبل از استفاده تجاری انجام می شود.”

این تیم یک نمونه اولیه اثبات مفهوم با اندازه فقط 65x65x9 میلی متر (2.5 × 2.5 × 0.3 اینچ) ساخته و آن را در مجله “International Hydrogen Energy” منتشر کرده است.