L’Australia sviluppa un sistema di batterie a flusso di protoni con una maggiore densità di energia rispetto alle batterie al litio
Ci sono già molti veicoli con batteria al litio alimentati a idrogeno sul mercato, ma i ricercatori del Royal Melbourne Institute of Technology in Australia hanno proposto un concetto di “batteria a flusso di protoni”. Se la tecnologia può essere resa popolare, può espandere la copertura dei sistemi energetici basati sull’idrogeno e renderla un potenziale sostituto delle batterie agli ioni di litio. recuperare l’idrogeno, il dispositivo a flusso di protoni funziona più come una batteria nel senso tradizionale.

Il Professore Associato JohnAndrews e il suo prototipo di prova preliminare del “sistema di batterie a flusso di protoni”

Il sistema tradizionale elettrolizza l’acqua e separa idrogeno e ossigeno, quindi li immagazzina ad entrambe le estremità di una batteria al litio alimentata a carburante. Quando sta per apparire l’elettricità, l’idrogeno e l’ossigeno vengono inviati all’elettrolizzatore per le reazioni chimiche.

Tuttavia, il funzionamento della batteria a flusso di protoni è diverso, perché integra un elettrodo di accumulo di idruri metallici su una batteria al litio alimentata a combustibile con membrana a scambio protonico reversibile (PEM).

La dimensione di questo dispositivo prototipo è 65x65x9 mm

Secondo John Andrews, ricercatore capo del progetto e professore associato del Dipartimento di ingegneria meccanica e manifatturiera presso il Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) School of Aerospace Engineering, “La chiave dell’innovazione risiede in un sistema reversibile al litio alimentato a carburante. batteria con elettrodi di accumulo integrati. Abbiamo completamente eliminato il protone in gas. L’intero processo e lasciare che l’idrogeno vada direttamente nello stoccaggio a stato solido.

Il sistema di conversione immagazzina l’energia elettrica sull’idrogeno e poi “rigenera” l’elettricità

Il processo di carica non include il processo di decomposizione dell’acqua in idrogeno e ossigeno e la conservazione dell’idrogeno. In questo sistema concettuale, la batteria divide l’acqua per produrre protoni (ioni di idrogeno), quindi combina elettroni e particelle metalliche su un elettrodo di una batteria al litio alimentata a carburante.

Progettazione del sistema di accumulo dell’energia della batteria

In definitiva, l’energia viene immagazzinata sotto forma di idruri metallici solidi. Nel processo inverso, può produrre elettricità (e acqua) e combinare i protoni con l’ossigeno nell’aria (per produrre acqua).

“Batteria al litio alimentata a combustibile reversibile” integrata con elettrodi di accumulo di protoni solidi (X sta per atomi di metallo solido legati all’idrogeno)

Il professor Andrew ha affermato: “Poiché solo l’acqua scorre in modalità di carica, solo l’aria scorre in modalità di scarica, chiamiamo il nuovo sistema una batteria a flusso di protoni. Rispetto alle batterie agli ioni di litio, le batterie al protone sono molto più economiche, perché il litio deve essere estratto da risorse come minerali relativamente scarsi, acqua salata o argilla.

Accumulo di energia della batteria di flusso

I ricercatori hanno affermato che, in linea di principio, l’efficienza energetica delle batterie a flusso di protoni può essere paragonabile alle batterie agli ioni di litio, ma la densità energetica è molto maggiore. Il professor Andrew ha dichiarato: “I risultati sperimentali iniziali sono entusiasmanti, ma c’è ancora molto lavoro di ricerca e sviluppo da fare prima che venga messo in uso commerciale”.

Il team ha costruito un prototipo preliminare di prova di concetto con una dimensione di soli 65x65x9 mm (2.5 × 2.5 × 0.3 pollici) e lo ha pubblicato sulla rivista “International Hydrogen Energy”.