Austrālija izstrādā protonu plūsmas akumulatoru sistēmu ar lielāku enerģijas blīvumu nekā litija baterijas
Tirgū jau ir daudz litija akumulatoru transportlīdzekļu, kas darbināmi ar degvielu, taču pētnieki no Austrālijas Melburnas Tehnoloģiskā institūta ir izvirzījuši “protonu plūsmas akumulatora” koncepciju. Ja tehnoloģiju var popularizēt, tā var paplašināt uz ūdeņradi balstītu enerģijas sistēmu klāstu un padarīt to par potenciālu litija jonu akumulatoru aizstājēju. Enerģijas akumulatora izmaksas, protams, atšķirībā no parastajām ūdeņraža enerģijas sistēmām, kas ražo, uzglabā un lai atgūtu ūdeņradi, protonu plūsmas ierīce vairāk darbojas kā akumulators tradicionālajā izpratnē.

Asociētais profesors Džons Endrūss un viņa “protonu plūsmas akumulatoru sistēma” koncepcijas prototipa provizorisks pierādījums

Tradicionālā sistēma elektrolizē ūdeni un atdala ūdeņradi un skābekli, un pēc tam tos uzglabā ar degvielu darbināmā litija akumulatora abos galos. Kad drīz parādīsies elektrība, ūdeņradis un skābeklis tiek nosūtīti uz elektrolizatoru ķīmiskām reakcijām.

Tomēr protonu plūsmas akumulatora darbība ir atšķirīga, jo tajā ir integrēts metāla hidrīda uzglabāšanas elektrods uz atgriezeniskas protonu apmaiņas membrānas (PEM) litija akumulatora.

Šīs ierīces prototipa izmērs ir 65x65x9 mm

Pēc Džona Endrjūsa, projekta vadošā pētnieka un Karaliskās Melburnas Tehnoloģiju institūta (RMIT) Aviācijas un kosmosa inženierzinātņu skolas mehānikas un ražošanas inženierzinātņu katedras asociētā profesora teiktā, „Inovāciju atslēga slēpjas ar atgriezenisku degvielu darbināmā litijā akumulators ar integrētiem uzglabāšanas elektrodiem. Mēs esam pilnībā likvidējuši protonu gāzē. Viss process un ļaujiet ūdeņradim nonākt tieši cietvielu krātuvē. ”

Pārveidošanas sistēma uzglabā elektroenerģiju uz ūdeņraža un pēc tam “reģenerē” elektrību

Uzlādes process neietver ūdens sadalīšanas procesu ūdeņradī un skābeklī un ūdeņraža uzglabāšanu. Šajā konceptuālajā sistēmā akumulators sadala ūdeni, lai radītu protonus (ūdeņraža jonus), un pēc tam apvieno elektronus un metāla daļiņas uz litija akumulatora elektroda.

Akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmas dizains

Galu galā enerģija tiek uzglabāta cieto metāla hidrīdu veidā. Apgrieztā procesā tas var ražot elektrību (un ūdeni) un apvienot protonus ar gaisā esošo skābekli (lai iegūtu ūdeni).

“Atgriezenisks ar degvielu darbināms litija akumulators”, kas integrēts ar cietiem protonu uzglabāšanas elektrodiem (X apzīmē cietus metāla atomus, kas saistīti ar ūdeņradi)

Profesors Endrjū teica: “Tā kā uzlādes režīmā plūst tikai ūdens – izlādes režīmā plūst tikai gaiss -, mēs jauno sistēmu saucam par protonu plūsmas akumulatoru. Salīdzinot ar litija joniem, protonu baterijas ir daudz ekonomiskākas-jo litijs ir jāiegūst no tādiem resursiem kā salīdzinoši ierobežoti minerāli, sālsūdens vai māls. ”

Plūsmas akumulatora enerģijas uzglabāšana

Pētnieki teica, ka principā protonu plūsmas bateriju energoefektivitāte var būt salīdzināma ar litija jonu baterijām, taču enerģijas blīvums ir daudz lielāks. Profesors Endrjū sacīja: “Sākotnējie eksperimentālie rezultāti ir aizraujoši, taču vēl ir jāveic daudz pētījumu un izstrādes darbu, pirms tie tiek nodoti komerciālai lietošanai.”

Komanda ir izveidojusi provizorisku koncepcijas pierādījuma prototipu, kura izmērs ir tikai 65x65x9 mm (2.5 × 2.5 × 0.3 collas), un publicēja to žurnālā “International Hydrogen Energy”.