ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ
ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಈಗಾಗಲೇ ಹಲವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಇಂಧನ ಚಾಲಿತ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಾಹನಗಳಿವೆ, ಆದರೆ ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾದ ರಾಯಲ್ ಮೆಲ್ಬೋರ್ನ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯ ಸಂಶೋಧಕರು “ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿ” ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಜನಪ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದಾದರೆ, ಅದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಬದಲಿಯಾಗಿ ಮಾಡಬಹುದು. ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ಬ್ಯಾಟರಿ ವೆಚ್ಚ, ಸಹಜವಾಗಿ, ಉತ್ಪಾದಿಸುವ, ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ, ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿದ್ಯುತ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಮರುಪಡೆಯಿರಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಸಾಧನವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯಂತೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಅಸೋಸಿಯೇಟ್ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಜಾನ್ ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಮತ್ತು ಅವರ “ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಿಸ್ಟಮ್” ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಮೂಲಮಾದರಿಯ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪುರಾವೆ

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ನೀರನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಇಂಧನ ಚಾಲಿತ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಿರುವಾಗ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ಗೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ-ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಮೆಟಲ್ ಹೈಡ್ರೈಡ್ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (PEM) ಇಂಧನ-ಚಾಲಿತ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ.

ಈ ಮೂಲಮಾದರಿಯ ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರ 65x65x9 ಮಿಮೀ

ರಾಯಲ್ ಮೆಲ್ಬೋರ್ನ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ (ಆರ್‌ಎಮ್‌ಐಟಿ) ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಜಾನ್ ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಅವರ ಪ್ರಕಾರ, “ನಾವೀನ್ಯತೆಯ ಕೀಲಿಯು ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಇಂಧನ-ಚಾಲಿತ ಲಿಥಿಯಂನಲ್ಲಿದೆ ಸಂಯೋಜಿತ ಶೇಖರಣಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿ. ನಾವು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಿದ್ದೇವೆ. ಇಡೀ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ನೇರವಾಗಿ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಶೇಖರಣೆಗೆ ಹೋಗಲಿ.

ಪರಿವರ್ತನೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು “ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ”

ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನೀರನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುವ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿಲ್ಲ. ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರನ್ನು ವಿಭಜಿಸುತ್ತದೆ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳು), ಮತ್ತು ನಂತರ ಇಂಧನ-ಚಾಲಿತ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಲೋಹದ ಕಣಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಕ್ತಿ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿನ್ಯಾಸ

ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಘನ ಲೋಹದ ಹೈಡ್ರೈಡ್‌ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು (ಮತ್ತು ನೀರು) ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು (ನೀರನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು).

“ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಇಂಧನ-ಚಾಲಿತ ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿ” ಘನ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಶೇಖರಣಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ (X ಎಂದರೆ ಘನ ಲೋಹದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ)

ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಹೇಳಿದರು, “ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನೀರು ಮಾತ್ರ ಹರಿಯುತ್ತದೆ – ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಗಾಳಿಯು ಹರಿಯುತ್ತದೆ -ನಾವು ಹೊಸ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಆರ್ಥಿಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ- ಏಕೆಂದರೆ ಲಿಥಿಯಂ ಅನ್ನು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವಿರಳ ಖನಿಜಗಳು, ಉಪ್ಪು ನೀರು ಅಥವಾ ಜೇಡಿಮಣ್ಣಿನಂತಹ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳಿಂದ ಗಣಿಗಾರಿಕೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ

ಸಂಶೋಧಕರು, ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಹೇಳಿದರು, “ಆರಂಭಿಕ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಅತ್ಯಾಕರ್ಷಕವಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಇದು ವಾಣಿಜ್ಯ ಬಳಕೆಗೆ ಬರುವ ಮೊದಲು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಕೆಲಸಗಳನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ.”

ತಂಡವು ಕೇವಲ 65x65x9 ಮಿಮೀ (2.5 × 2.5 × 0.3 ಇಂಚುಗಳು) ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪ್ರೂಫ್-ಆಫ್-ಕಾನ್ಸೆಪ್ಟ್ ಮೂಲಮಾದರಿಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು “ಇಂಟರ್ನ್ಯಾಷನಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎನರ್ಜಿ” ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದೆ.