ఆస్ట్రేలియా లిథియం బ్యాటరీల కంటే ఎక్కువ శక్తి సాంద్రతతో ప్రోటాన్ ఫ్లో బ్యాటరీ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేస్తుంది
మార్కెట్లో ఇప్పటికే అనేక హైడ్రోజన్ ఇంధన ఆధారిత లిథియం బ్యాటరీ వాహనాలు ఉన్నాయి, అయితే ఆస్ట్రేలియాలోని రాయల్ మెల్‌బోర్న్ ఇనిస్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ పరిశోధకులు “ప్రోటాన్ ఫ్లో బ్యాటరీ” అనే భావనను ముందుకు తెచ్చారు. సాంకేతికతను ప్రాచుర్యం పొందగలిగితే, అది హైడ్రోజన్ ఆధారిత పవర్ ఎనర్జీ సిస్టమ్‌ల కవరేజీని విస్తరించగలదు మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు ప్రత్యామ్నాయంగా మార్చగలదు. శక్తి నిల్వ బ్యాటరీ ఖర్చు, వాస్తవానికి, ఉత్పత్తి చేసే, నిల్వ చేసే, మరియు సంప్రదాయ హైడ్రోజన్ విద్యుత్ వ్యవస్థల వలె కాకుండా హైడ్రోజన్‌ను పునరుద్ధరించండి, ప్రోటాన్ ఫ్లో పరికరం సాంప్రదాయక కోణంలో బ్యాటరీ లాగా పనిచేస్తుంది.

అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ జాన్ ఆండ్రూస్ మరియు అతని “ప్రోటాన్ ఫ్లో బ్యాటరీ సిస్టమ్” కాన్సెప్ట్ ప్రోటోటైప్ యొక్క ప్రాథమిక రుజువు

సాంప్రదాయ వ్యవస్థ నీటిని ఎలక్ట్రోలైజ్ చేస్తుంది మరియు హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను వేరు చేస్తుంది, ఆపై వాటిని ఇంధనంతో నడిచే లిథియం బ్యాటరీ యొక్క రెండు చివర్లలో నిల్వ చేస్తుంది. విద్యుత్ కనిపించబోతున్నప్పుడు, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ రసాయన ప్రతిచర్యల కోసం ఎలక్ట్రోలైజర్‌కు పంపబడతాయి.

అయితే, ప్రోటాన్ ఫ్లో బ్యాటరీ యొక్క ఆపరేషన్ భిన్నంగా ఉంటుంది-ఎందుకంటే ఇది ఒక మెటల్ హైడ్రైడ్ స్టోరేజ్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను రివర్సిబుల్ ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మెమ్‌బ్రేన్ (PEM) ఇంధన-ఆధారిత లిథియం బ్యాటరీపై అనుసంధానిస్తుంది.

ఈ నమూనా పరికరం పరిమాణం 65x65x9 మిమీ

ప్రాజెక్ట్ యొక్క ప్రధాన పరిశోధకుడు మరియు రాయల్ మెల్‌బోర్న్ ఇనిస్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (RMIT) స్కూల్ ఆఫ్ ఏరోస్పేస్ ఇంజనీరింగ్‌లో మెకానికల్ మరియు మాన్యుఫాక్చరింగ్ ఇంజనీరింగ్ డిపార్ట్‌మెంట్ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ జాన్ ఆండ్రూస్ ప్రకారం, “ఆవిష్కరణకు కీలకమైనది ఇంధన శక్తితో నడిచే లిథియం. ఇంటిగ్రేటెడ్ స్టోరేజ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లతో బ్యాటరీ. మేము ప్రోటాన్‌ను గ్యాస్‌కి పూర్తిగా తొలగించాము. మొత్తం ప్రక్రియ, మరియు హైడ్రోజన్ నేరుగా ఘన-స్థితి నిల్వలోకి వెళ్లనివ్వండి. “

మార్పిడి వ్యవస్థ హైడ్రోజన్ మీద విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది మరియు తరువాత విద్యుత్తును “పునరుత్పత్తి చేస్తుంది”

ఛార్జింగ్ ప్రక్రియలో నీటిని హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌గా కుళ్ళిపోయి హైడ్రోజన్‌ను నిల్వ చేసే ప్రక్రియ ఉండదు. ఈ సంభావిత వ్యవస్థలో, బ్యాటరీ ప్రోటాన్‌లను (హైడ్రోజన్ అయాన్‌లు) ఉత్పత్తి చేయడానికి నీటిని చీల్చి, ఆపై ఇంధనంతో నడిచే లిథియం బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్‌పై ఎలక్ట్రాన్లు మరియు లోహ కణాలను మిళితం చేస్తుంది.

బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ రూపకల్పన

అంతిమంగా, శక్తి ఘన లోహ హైడ్రైడ్‌ల రూపంలో నిల్వ చేయబడుతుంది. రివర్స్ ప్రక్రియలో, ఇది విద్యుత్తును (మరియు నీటిని) ఉత్పత్తి చేయగలదు మరియు గాలిలోని ఆక్సిజన్‌తో ప్రోటాన్‌లను కలపవచ్చు (నీటిని ఉత్పత్తి చేయడానికి).

“రివర్సిబుల్ ఫ్యూయల్-పవర్డ్ లిథియం బ్యాటరీ” సాలిడ్ ప్రోటాన్ స్టోరేజ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లతో విలీనం చేయబడింది (X అంటే హైడ్రోజన్‌కు కట్టుబడి ఉండే ఘన లోహ పరమాణువులను సూచిస్తుంది)

ప్రొఫెసర్ ఆండ్రూ ఇలా అన్నారు, “ఛార్జింగ్ మోడ్‌లో నీరు మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది -డిశ్చార్జింగ్ మోడ్‌లో గాలి మాత్రమే ప్రవహిస్తుంది -మేము కొత్త వ్యవస్థను ప్రోటాన్ ఫ్లో బ్యాటరీ అని పిలుస్తాము. లిథియం-అయాన్‌తో పోలిస్తే, ప్రోటాన్ బ్యాటరీలు చాలా పొదుపుగా ఉంటాయి- ఎందుకంటే లిథియం సాపేక్షంగా కొరత ఖనిజాలు, ఉప్పు నీరు లేదా బంకమట్టి వంటి వనరుల నుండి తవ్వబడాలి.

ఫ్లో బ్యాటరీ శక్తి నిల్వ

పరిశోధకులు, సూత్రప్రాయంగా, ప్రోటాన్ ఫ్లో బ్యాటరీల శక్తి సామర్థ్యాన్ని లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో పోల్చవచ్చు, కానీ శక్తి సాంద్రత చాలా ఎక్కువ. ప్రొఫెసర్ ఆండ్రూ మాట్లాడుతూ, “ప్రారంభ ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు ఉత్తేజకరమైనవి, కానీ వాణిజ్యపరమైన ఉపయోగంలోకి రావడానికి ముందు ఇంకా చాలా పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి పనులు చేయాల్సి ఉంది.”

ఈ బృందం కేవలం 65x65x9 మిమీ (2.5 × 2.5 × 0.3 అంగుళాలు) సైజుతో ప్రాథమిక ప్రూఫ్-ఆఫ్-కాన్సెప్ట్ ప్రోటోటైప్‌ను నిర్మించింది మరియు దానిని “ఇంటర్నేషనల్ హైడ్రోజన్ ఎనర్జీ” మ్యాగజైన్‌లో ప్రచురించింది.