ऑस्ट्रेलिया लिथियम बैटरी की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व के साथ एक प्रोटॉन प्रवाह बैटरी प्रणाली विकसित करता है
बाजार में पहले से ही कई हाइड्रोजन ईंधन से चलने वाले लिथियम बैटरी वाहन हैं, लेकिन ऑस्ट्रेलिया में रॉयल मेलबर्न इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने “प्रोटॉन फ्लो बैटरी” की अवधारणा को सामने रखा है। यदि प्रौद्योगिकी को लोकप्रिय बनाया जा सकता है, तो यह हाइड्रोजन-आधारित बिजली ऊर्जा प्रणालियों के कवरेज का विस्तार कर सकता है और इसे लिथियम-आयन बैटरी के लिए एक संभावित विकल्प बना सकता है। ऊर्जा भंडारण बैटरी लागत, निश्चित रूप से, पारंपरिक हाइड्रोजन पावर सिस्टम के विपरीत जो उत्पादन, भंडारण, और हाइड्रोजन को पुनर्प्राप्त करें, प्रोटॉन प्रवाह उपकरण पारंपरिक अर्थों में बैटरी की तरह अधिक काम करता है।

एसोसिएट प्रोफेसर जॉन एंड्रयूज और उनकी “प्रोटॉन फ्लो बैटरी सिस्टम” अवधारणा प्रोटोटाइप का प्रारंभिक प्रमाण

पारंपरिक प्रणाली पानी को इलेक्ट्रोलाइज करती है और हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को अलग करती है, और फिर उन्हें ईंधन से चलने वाली लिथियम बैटरी के दोनों सिरों पर संग्रहीत करती है। जब बिजली दिखाई देने वाली होती है, तो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए हाइड्रोजन और ऑक्सीजन इलेक्ट्रोलाइज़र को भेजे जाते हैं।

हालांकि, प्रोटॉन फ्लो बैटरी का संचालन अलग है-क्योंकि यह एक रिवर्सिबल प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (पीईएम) ईंधन से चलने वाली लिथियम बैटरी पर मेटल हाइड्राइड स्टोरेज इलेक्ट्रोड को एकीकृत करता है।

इस प्रोटोटाइप डिवाइस का आकार 65x65x9 मिमी . है

रॉयल मेलबर्न इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (आरएमआईटी) स्कूल ऑफ एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में प्रोजेक्ट के प्रमुख शोधकर्ता और मैकेनिकल और मैन्युफैक्चरिंग इंजीनियरिंग विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर जॉन एंड्रयूज के अनुसार, “नवाचार की कुंजी एक प्रतिवर्ती ईंधन-संचालित लिथियम में निहित है। एकीकृत भंडारण इलेक्ट्रोड के साथ बैटरी। हमने प्रोटॉन को गैस में पूरी तरह से हटा दिया है। पूरी प्रक्रिया, और हाइड्रोजन को सीधे सॉलिड-स्टेट स्टोरेज में जाने दें। ”

रूपांतरण प्रणाली हाइड्रोजन पर विद्युत ऊर्जा संग्रहीत करती है और फिर बिजली को “पुन: उत्पन्न” करती है

चार्जिंग प्रक्रिया में पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित करने और हाइड्रोजन के भंडारण की प्रक्रिया शामिल नहीं है। इस वैचारिक प्रणाली में, बैटरी प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयन) का उत्पादन करने के लिए पानी को विभाजित करती है, और फिर ईंधन से चलने वाली लिथियम बैटरी के इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रॉनों और धातु के कणों को जोड़ती है।

बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली डिजाइन

अंततः, ऊर्जा ठोस धातु हाइड्राइड के रूप में संग्रहीत होती है। रिवर्स प्रक्रिया में, यह बिजली (और पानी) का उत्पादन कर सकता है और हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रोटॉन को मिला सकता है (पानी का उत्पादन करने के लिए)।

ठोस प्रोटॉन भंडारण इलेक्ट्रोड के साथ एकीकृत “प्रतिवर्ती ईंधन संचालित लिथियम बैटरी” (एक्स हाइड्रोजन से बंधे ठोस धातु परमाणुओं के लिए खड़ा है)

प्रोफेसर एंड्रयू ने कहा, “चूंकि चार्जिंग मोड में केवल पानी बहता है – डिस्चार्जिंग मोड में केवल हवा बहती है – हम नई प्रणाली को प्रोटॉन फ्लो बैटरी कहते हैं। लिथियम-आयन की तुलना में, प्रोटॉन बैटरी बहुत अधिक किफायती हैं- क्योंकि लिथियम को अपेक्षाकृत दुर्लभ खनिजों, खारे पानी या मिट्टी जैसे संसाधनों से खनन करने की आवश्यकता होती है। ”

प्रवाह बैटरी ऊर्जा भंडारण

शोधकर्ताओं ने कहा कि, सिद्धांत रूप में, प्रोटॉन प्रवाह बैटरी की ऊर्जा दक्षता लिथियम-आयन बैटरी के बराबर हो सकती है, लेकिन ऊर्जा घनत्व बहुत अधिक है। प्रोफेसर एंड्रयू ने कहा, “शुरुआती प्रयोगात्मक परिणाम रोमांचक हैं, लेकिन व्यावसायिक उपयोग में आने से पहले अभी भी बहुत सारे शोध और विकास कार्य किए जाने हैं।”

टीम ने केवल 65x65x9 मिमी (2.5×2.5×0.3 इंच) के आकार के साथ एक प्रारंभिक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रोटोटाइप बनाया है और इसे “इंटरनेशनल हाइड्रोजन एनर्जी” पत्रिका में प्रकाशित किया है।