Nuacht Tionscal

D’fhéadfadh cadhnraí a úsáidtear i n-áiseanna éisteachta a bheith ríthábhachtach do thodhchaí fuinnimh in-athnuaite

2021-06-15


 

Úsáideann an áis stórála fuinnimh seo atá á dtógáil in oirdheisceart Shasana cadhnraí litiam-ian. ÍOMHÁ CHRIS RATCLIFFE/BLOOMBERG/GETTY

D’fhéadfadh cadhnraí a úsáidtear i n-áiseanna éisteachta a bheith ríthábhachtach do thodhchaí fuinnimh in-athnuaite

Le Robert F. SeirbhísBealtaine. 27, 2021, 10:30 AM

Más máthair an aireagáin é an riachtanas, caithfidh gurb é an t-athair brabús féideartha. Tá an dá dhreasacht ag tiomáint iarracht chun cadhnraí since a athrú ó chealla beaga caite a úsáidtear go minic i n-áiseanna éisteachta go bíomaí in-athluchtaithe a d'fhéadfaí a cheangal leis an eangach chumhachta, ag stóráil cumhacht gréine nó gaoithe le haghaidh oíche nó nuair a bhíonn an ghaoth socair. Agus gnólachtaí tosaithe ag iomadú agus staidéir saotharlainne ag teacht go tiubh agus go tapa, “is réimse an-te iad cadhnraí since,” a deir Chunsheng Wang, saineolaí ceallraí in Ollscoil Maryland, Páirc an Choláiste.

Is iad cadhnraí litiam-ian - leaganacha ollmhóra díobh siúd a fhaightear i bhfeithiclí leictreacha” na cinn reatha chun fuinneamh in-athnuaite a stóráil, ach féadann a gcomhpháirteanna a bheith costasach. Tá cadhnraí since níos éasca ar an sparán agus ar an bpláinéad” agus tá turgnaimh saotharlainne ag díriú anois ar bhealaí timpeall ar a n-aisíoc príomhúil: Ní féidir iad a athluchtú arís agus arís eile le blianta fada.

Tá an gá atá le stóráil ceallraí ar scála greille ag fás de réir mar a thagann méideanna méadaitheacha fuinnimh gréine, gaoithe agus in-athnuaite eile ar líne. I mbliana, gheall an tUachtarán Joe Biden greille leictreachais na SA a dhéanamh saor ó charbón faoi 2035. Chun laghduithe sa soláthar a chothromú, caithfear cuid mhór den chumhacht in-athnuaite sin a stóráil ar feadh uaireanta nó laethanta, agus é a thabhairt ar ais isteach san eangach. I gCalifornia amháin, tá sé beartaithe ag an gCoimisiún um fhóntais phoiblí níos mó ná 8800 meigeavata de chadhnraí in-athluchtaithe a imscaradh faoi 2026, agus an tseachtain seo caite, mhol Gobharnóir California Gavin Newsom $350 milliún i maoiniú stáit chun teicneolaíochtaí stórála fuinnimh fadtréimhseacha a fhorbairt. “Ní thitfidh an treocht sin síos. Ní leanfaidh sé de bheith ag fás,” a deir Mark Baggio, leas-uachtarán forbartha gnó ag Zinc8 Energy Solutions, táirgeoir ceallraí since.

Maidir le stóráil cumhachta, is é “Lithium-ian an gorilla 800-punt”, a deir Michael Burz, POF EnZinc, tosaithe ceallraí since. Ach tá litiam, miotal réasúnta neamhchoitianta nach bhfuil á bhaint ach i dornán tíortha, ró-ghann agus ró-chostasach chun cúltaca a dhéanamh ar ghreillí áirgiúlachta an domhain. (Tá éileamh air freisin ó dhéantóirí feithiclí leictreacha.) Is gnách go n-úsáideann cadhnraí litiam-ian leictrilít leachtach inadhainte freisin. Ciallaíonn sé sin go gcaithfidh cadhnraí ar scála meigeavata teicneolaíocht fuaraithe agus cosc ​​dóiteáin daor a bheith acu. “Tá rogha eile de dhíth orainn seachas litiam,” a deir Debra Rolison, atá i gceannas ar ardthaighde ar ábhair leictriceimiceach ag an tSaotharlann Taighde Chabhlaigh (NRL).

Cuir isteach since, miotal airgeadach, neamhtocsaineach, saor, flúirseach. Tá cadhnraí since nonrechargeable ar an margadh le blianta fada. Le déanaí, tá tráchtálú déanta ar roinnt earraí in-athnuaite since freisin, ach is gnách go mbíonn cumas stórála fuinnimh teoranta acu. Tá dul chun cinn á dhéanamh freisin ag teicneolaíocht eile - cadhnraí cille sreabhadh since. Ach éilíonn sé comhlaí, caidéil agus umair níos casta chun oibriú. Mar sin, tá taighdeoirí ag obair anois chun éagsúlacht eile a fheabhsú, cealla aeir since.



Ach ní maith le cadhnraí since rith ar chúl. Is cúis le neamhrialtachtaí trasna dhromchla an anóid go méadaíonn an réimse leictrigh ag spotaí áirithe, rud a fhágann go siltear sinc ann, rud a chuireann tuilleadh feabhais ar an réimse leictrigh. De réir mar a théann an timthriall ar aghaidh arís, fásann spikes bídeacha ar a dtugtar dendrites, ag bréifneach sa deireadh agus ag giorrú an cheallraí. Mar an gcéanna trioblóideach, is féidir leis an uisce sa leictrilít freagairt ag an anóid, scoilteadh i ocsaigin agus gás hidrigine, is féidir a pléasctha na cealla óna chéile.

Tá taighdeoirí tar éis dul i ngleic leis na míbhuntáistí seo, ag cur amach beagnach 1000 páipéar in aghaidh na bliana. In 2017, mar shampla, thuairiscigh Rolison agus comhghleacaithe iEolaíochtgo bhfuil siadath-innealtóireacht an anóid mar líonra 3D de mhiotal sincepócad le folús beag. Laghdaigh achar dromchla ollmhór an leictreoid an réimse leictreach áitiúil, rud a chuir cosc ​​ar thógáil dendrites agus a laghdaigh an dóchúlacht go scoilteadh móilíní uisce. Thug NRL ceadúnas don teicneolaíocht do EnZinc.

An mhí seo, thuairiscigh Wang agus a chomhghleacaithe iNanaitheicneolaíocht an Dúlrasin nuair a bhíonn siadcuireadh salann ina bhfuil fluairín leisdá leictrilít, d'imoibrigh sé le since chun bacainn soladach fluairíd since a dhéanamh timpeall an anóid. D'fhéadfadh iain dul tríd fós le linn luchtaithe agus scaoileadh. Ach chuir an bacainn cosc ​​​​ar dendrites ó mhóilíní uisce a fhás agus a aisiompú, ag cur bac orthu an anóid a bhaint amach.

“Is forbairt iontach í,” a deir Wei Wang, a stiúrann an Tionscnamh um Ábhair Stórála Fuinnimh ag Saotharlann Náisiúnta Iarthuaisceart an Aigéin Chiúin. Mar sin féin, tugann Chunsheng Wang faoi deara go bhfuil a ghléas beagán mall le scaoileadh. Chun é sin a fheabhsú, tá a fhoireann ag iarraidh catalaíoch a chur leis an gcatóid chun an t-imoibriú idir ocsaigin agus uisce a bhrostú.

Tá an straitéis chéanna in obair thaighdeoirí faoi stiúir Jung-Ho Lee ó Ollscoil Hanyang. IFuinneamh Dúlraar 12 Aibreán, thuairiscigh siadag cruthú catóide snáithíneach agus seoltaíó mheascán de chopair, fosfar, agus sulfair a bhí chomh maith mar chatalaíoch, a bhrostú suntasach ar imoibriú ocsaigin le huisce. Chruthaigh sé sin agus dul chun cinn eile cadhnraí a d’fhéadfaí a luchtú agus a urscaoileadh go tapa agus a raibh toilleadh ard acu, 460 vata in aghaidh an chileagraim (i gcomparáid le thart ar 75 Wh/kg do ghnáthchealla since le catóidí ocsaíde mangainéise agus 120 Wh/kg do litiam scálaithe -ian córais). Bhí na cadhnraí cobhsaí ar feadh na mílte timthriallta muirir agus urscaoilte. Is cosúil le céim thábhachtach eile an toradh,†a deir Chunsheng Wang.

Tá dul chun cinn den sórt sin ag tabhairt dóchas nua go mbeidh cadhnraí since-aer in-athluchtaithe lá amháin in ann glacadh le litiam. Mar gheall ar chostas íseal a n-ábhar, d'fhéadfadh go gcosnódh cadhnraí since-aeir ar scála greille $100 in aghaidh na cileavata uair an chloig, níos lú ná leath de chostas na leaganacha litiam-ian is saoire inniu. “Tá go leor gealltanais anseo,” a deir Burz. Ach ní mór do thaighdeoirí fós a dtáirgeadh a mhéadú ó chealla cnaipe beaga agus púitsí ar mhéid an fhóin go córais méid coimeádáin loingseoireachta, agus a bhfeidhmíocht á gcoimeád ar bun acu, próiseas a thógfaidh na blianta is dócha. Tugann Burz faoi deara freisin go bhfuil fóntais leictreacha agus cuideachtaí eile atá ag iarraidh cadhnraí ar scála mór saor a cheannach ag iarraidh blianta d'oibriú seasta a fheiceáil ar dtús. “Caithfidh na custaiméirí seo a fheiceáil go n-oibríonn sé sa bhfíor-thimpeallacht,” a deir sé.

 


+8613738042576
[email protected]