ออสเตรเลียพัฒนาระบบแบตเตอรี่โปรตอนโฟลว์ที่มีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียม
มีรถยนต์ลิเธียมที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนอยู่แล้วในตลาด แต่นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีรอยัลเมลเบิร์นในออสเตรเลียได้เสนอแนวคิดเรื่อง “แบตเตอรี่โปรตอนไหล” หากเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถเป็นที่นิยมได้ ก็สามารถขยายความครอบคลุมของระบบพลังงานที่ใช้ไฮโดรเจนและทำให้มันทดแทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ กู้คืนไฮโดรเจน อุปกรณ์การไหลของโปรตอนทำงานเหมือนแบตเตอรี่ในความหมายดั้งเดิม

รองศาสตราจารย์ JohnAndrews และ “proton flow battery system” ของเขาเป็นการพิสูจน์เบื้องต้นเกี่ยวกับต้นแบบแนวคิด

ระบบแบบเดิมจะทำการแยกน้ำและแยกไฮโดรเจนและออกซิเจนออกจากกัน จากนั้นเก็บไว้ที่ปลายทั้งสองข้างของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้เชื้อเพลิง เมื่อไฟฟ้ากำลังจะปรากฏขึ้น ไฮโดรเจนและออกซิเจนจะถูกส่งไปยังอิเล็กโทรไลเซอร์เพื่อทำปฏิกิริยาเคมี

อย่างไรก็ตาม การทำงานของแบตเตอรี่โปรตอนโฟลว์นั้นแตกต่างกัน เนื่องจากมันรวมอิเล็กโทรดจัดเก็บเมทัลไฮไดรด์เข้ากับแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนแบบพลิกกลับได้ (PEM)

ขนาดเครื่องต้นแบบนี้คือ 65x65x9 mm

John Andrews หัวหน้านักวิจัยของโครงการและรองศาสตราจารย์ของ Department of Mechanical and Manufacturing Engineering ที่ Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) School of Aerospace Engineering “กุญแจสู่นวัตกรรมอยู่ในลิเธียมที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงแบบย้อนกลับได้ แบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรดจัดเก็บในตัว เราได้กำจัดโปรตอนไปเป็นแก๊สอย่างสมบูรณ์ กระบวนการทั้งหมด และปล่อยให้ไฮโดรเจนเข้าสู่การจัดเก็บโซลิดสเตตโดยตรง”

ระบบการแปลงจะเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้กับไฮโดรเจนแล้ว “สร้างใหม่” ไฟฟ้า

กระบวนการชาร์จไม่รวมกระบวนการย่อยสลายน้ำให้เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนและเก็บไฮโดรเจนไว้ ในระบบแนวคิดนี้ แบตเตอรี่จะแยกน้ำเพื่อผลิตโปรตอน (ไฮโดรเจนไอออน) จากนั้นจึงรวมอิเล็กตรอนและอนุภาคโลหะบนอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิง

การออกแบบระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

ในที่สุด พลังงานจะถูกเก็บไว้ในรูปของโลหะไฮไดรด์ที่เป็นของแข็ง ในกระบวนการย้อนกลับ มันสามารถผลิตไฟฟ้า (และน้ำ) และรวมโปรตอนกับออกซิเจนในอากาศ (เพื่อผลิตน้ำ)

“แบตเตอรี่ลิเธียมที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงแบบพลิกกลับได้” รวมเข้ากับอิเล็กโทรดเก็บโปรตอนที่เป็นของแข็ง (X ย่อมาจากอะตอมของโลหะที่เป็นของแข็งที่จับกับไฮโดรเจน)

ศาสตราจารย์แอนดรูว์กล่าวว่า “เพราะมีเพียงน้ำเท่านั้นที่ไหลในโหมดการชาร์จ—เฉพาะอากาศเท่านั้นที่ไหลในโหมดการคายประจุ—เราเรียกระบบใหม่นี้ว่าแบตเตอรี่โปรตอนไหล เมื่อเทียบกับลิเธียมไอออน แบตเตอรี่โปรตอนประหยัดกว่ามาก เนื่องจากลิเธียมจำเป็นต้องขุดจากทรัพยากรต่างๆ เช่น แร่ธาตุที่หายาก น้ำเกลือ หรือดินเหนียว”

การจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ไหล

นักวิจัยกล่าวว่า โดยหลักการแล้ว ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแบตเตอรี่โปรตอนไหลสามารถเทียบได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ความหนาแน่นของพลังงานนั้นมากกว่ามาก ศาสตราจารย์แอนดรูว์กล่าวว่า “ผลการทดลองเบื้องต้นนั้นน่าตื่นเต้น แต่ก็ยังมีงานวิจัยและพัฒนาอีกมากที่ต้องทำก่อนที่จะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์”

ทีมงานได้สร้างต้นแบบการพิสูจน์แนวคิดเบื้องต้นโดยมีขนาดเพียง 65x65x9 มม. (2.5×2.5×0.3 นิ้ว) และตีพิมพ์ในนิตยสาร “International Hydrogen Energy”